ESCUELA DE AGRONOMÍA 
FACULTAD DE CIENCIAS AGROALIMENTARIAS 
UNIVERSIDAD DE COSTA RICA 
 
 
 
 
 Eficiencia de uso de agua y nutrientes en el cultivo de tomate (Solanum 
lycopersicum) hidropónico bajo invernadero en Alajuela, Costa Rica. 
 
 
 
Josué Caleth Duarte Mora 
 
 
 
 
TESIS PARA OPTAR AL TÍTULO DE PROFESIONAL DE INGENIERO 
AGRÓNOMO CON EL GRADO DE LICENCIADO EN AGRONOMÍA 
 
 
 
 
San José, 2019 
 
 
1 
Eficiencia de uso de agua y nutrientes en el cultivo de tomate (Solanum 
lycopersicum) hidropónico bajo invernadero en Alajuela, Costa Rica. 
 
Josué Caleth Duarte Mora 
 
Tesis para optar al título de profesional de Ingeniero Agrónomo con el grado de 
Licenciado en Agronomía. 
 
____________________________ 
Freddy Soto Bravo, Dr. 
Director de tesis 
 
 
____________________________ 
Gustavo Quesada Roldán, Dr. 
Miembro del tribunal 
 
 
____________________________ 
Gabriel Garbanzo León, M.Sc. 
Miembro del tribunal 
 
 
____________________________ 
Sisgo Rachith Acuña Chinchilla, M.Sc. 
Miembro del tribunal 
 
____________________________ 
Luis Gómez Alpízar, Dr. 
Director de Escuela 
 
 
____________________________ 
Josué Caleth Duarte Mora, Bach. 
Sustentante 
 
2 
Dedicatoria 
A Dios, de quien todo procede. 
 
A mis padres ,  
por haberme dado la vida 
y todo lo necesario para poder valerme por mí mismo. 
 
A mi novia, 
por los incontables momentos que he privado de mi compañía y atención 
en aras de alcanzar esta meta. 
 
A mi hermana, 
para que valore la importancia de superarse todos los días,  
ya que los tiempos suelen ser más difíciles y competitivos. 
 
A toda mi familia, 
por siempre estar ahí cuando más los necesitaba y ser el apoyo incondicional. 
 
 
Josué Duarte 
 
3 
Agradecimiento 
Deseo dejar mi más sincero agradecimiento a mi Director de tesis Dr. Freddy 
Soto Bravo y a los tutores Dr. Gustavo Quesada Roldán y M.Sc. Gabriel 
Garbanzo León, que a lo largo de este proceso de aprendizaje han sido un pilar 
fundamental en el finito de esta etapa. 
Al todo el personal docente, administrativo y funcionarios de Estación 
Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno, por el apoyo incondicional durante 
el desarrollo de esta investigación. 
Agradezco a FITTACORI, en su proyecto “Generación de tecnología para el 
manejo agronómico de híbridos costarricenses de chile dulce y tomate bajo de 
invernadero en Alajuela, Costa Rica” por el apoyo económico brindado para que 
este trabajo pudiese llevarse a cabo. 
A mis familiares y amigos más cercanos que siempre me impulsaron y me 
comprometieron en seguir hacia adelante hasta alcanzar esta meta. 
A mis colegas, Verónica Solorzano, Valerie Webb, Marco Corrales, Josué 
Monge, Alexander Salazar y Carlos Víquez por estar presentes durante este 
proceso y contribuir fielmente en las necesidades que este proyecto demandó. 
Quiero hacer especial mención a Julio Vega y Luis Oreamuno quienes estuvieron 
siempre en constante lucha y entrega por hacer que esta investigación se diera 
de la mejor forma. 
A todos ellos mi más sincero agradecimiento por el apoyo y fortaleza que siempre 
tuvieron para mi persona. 
 
Josué Duarte 
 
 
 
 
4 
Índice 
Dedicatoria ......................................................................................................... 3 
Agradecimiento .................................................................................................. 4 
Índice de cuadros ............................................................................................... 7 
Índice de figuras ................................................................................................. 7 
Índice de anexos .............................................................................................. 11 
Resumen .......................................................................................................... 13 
Introducción ...................................................................................................... 14 
Objetivos. ......................................................................................................... 18 
Objetivo general ............................................................................................ 18 
Objetivos específicos .................................................................................... 18 
Marco teórico .................................................................................................... 19 
Metodología ...................................................................................................... 29 
Descripción de los tratamientos .................................................................... 29 
Diseño Experimental ..................................................................................... 30 
Ubicación de la investigación ........................................................................ 32 
Material vegetal ............................................................................................. 34 
Manejo agronómico del cultivo ...................................................................... 35 
Manejo de riego y nutrición ........................................................................... 37 
Variables de respuesta ................................................................................. 40 
Análisis estadístico ........................................................................................ 45 
Resultados y discusión ..................................................................................... 46 
 
5 
Evapotranspiración del cultivo (ETc).......................................................... 46 
Conductividad eléctrica (CE) ..................................................................... 48 
Potencial de hidrógeno (pH) ...................................................................... 50 
Porcentaje de drenaje (%Dr) ..................................................................... 51 
Capitulo II. Eficiencia de uso de agua (EUA) ................................................ 53 
Capitulo III. Eficiencia de uso de nutrientes (EUN) ....................................... 57 
Conclusiones .................................................................................................... 62 
Recomendaciones ............................................................................................ 63 
Literatura consultada ........................................................................................ 64 
Anexos ............................................................................................................. 74 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
Índice de cuadros 
Cuadro 1. Niveles de concentración de elementos aportado en cada 
solución nutritiva durante el desarrollo del cultivo ……….……….................... 30 
Cuadro 2. Análisis físico de la fibra de coco utilizada como sustrato en el 
cultivo bajo invernadero…………………………………………………………... 36 
Cuadro 3. Resumen de los efectos principales e interacción de los factores 
de nutrición y riego, según el análisis de varianza. 46 
Cuadro 4. Conductividad eléctrica (mS cm-1) en el drenaje y sustrato en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = 
nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (P<0,05)………………………………………….. 49 
Índice de figuras 
Figura 1. Curva de retención de humedad de fibra de coco utilizada como 
sustrato; donde C.C = capacidad de contenedor, 15% = porcentaje de 
agotamiento del 15%; 30% = porcentaje de agotamiento del 30% y P.M.P = 
punto de marchitez permanente………………………………………...……….. 29 
Figura 2. Esquema de los niveles de nutrición y riego y su formación de 
tratamientos aplicados en la investigación……………………………………… 31 
Figura 3. Distribución de los tratamientos, donde los colores indican el 
tratamiento: verde = Nutrición baja con 15% de agotamiento, amarillo = 
Nutrición media con 15% de agotamiento, rojo = Nutrición alta con 15% de 
agotamiento, azul = Nutrición media con 30% de agotamiento, café = 
Nutrición baja con 30% de agotamiento y rosado = Nutrición alta con 30% 
de agotamiento; el color gris con “Y” representa el borde……………………... 31 
Figura 4. Fotografía satelital de la Estación Experimental Agrícola Fabio 
Baudrit Moreno, el cuadro con contorno rojo demarca la ubicación en donde 
se desarrolló la investigación…………………………………………………….. 32 
Figura 5. Comportamiento de las condiciones climáticas internas 
(temperatura = T, humedad relativa = HR y déficit de presión de vapor = 
(DPV) en el ambiente protegido durante el período de la 
investigación………. 33 
 
7 
Figura 6. Comportamiento de las condiciones climáticas internas 
(evaporación y radiación solar global = RS) en el ambiente protegido durante 
el período de la investigación…………………………………………………….. 34 
Figura 7. Fotografías del tomate variedad Gladiador utilizado en la 
investigación, donde A: planta recién trasplantada y B: Planta a los 56 días 
después de trasplante…………………………………………………………….. 35 
Figura 8. Esquema del sistema de automatización utilizado en el desarrollo 
de la investigación. Los cuadros indican: rojo = electroválvulas, morado = 
bombas eléctricas con sus respectivos tanques de solución nutritiva, verde 
= Sensores GS3 y tensiómetros, amarillo = tratamientos, negro = 
dataloggers, gris = modem y transferencia de información y rosado = celda 
fotovoltaica…………………………………………………………………………. 39 
Figura 9. Canaleta de demanda inteligente donde se miden las variables de 
riego………………………………………………………………………………… 41 
Figura 10. Instrumentos de medición A: pHmetro-conductivímetro (HANNA 
Mod.HI98129) utilizado para las mediciones de pH y CE de solución 
nutritiva, drenajes y solución del sustrato y B: pluviómetros ECHO Rain 
(Mod. ECRN-100) para cuantificar los volúmenes de drenaje………………… 42 
Figura 11. Muestras compuestas de drenajes, recién evaluados los 
parámetros de potencial de Hidrógeno y conductividad eléctrica a la espera 
de su almacenaje en refrigeración……………………………………………….. 42 
Figura 12. A: Cosecha de frutos de tomate, B: Recipientes plásticos 
utilizados durante las cosechas y C: Identificación de los recipientes de 
acuerdo con el tratamiento……………………………………………………….. 43 
Figura 13. Clasificación del calibre de tomate según norma de calidad de 
Wal-mart……………………………………………………………………………. 44 
Figura 14. Daño causado en frutos por influencia del tratamiento, A: frutos 
afectados por efectos de exceso de humedad “cracking” y B: frutos 
afectados por deficiencia de calcio “blossom-end rot”…………………………. 44 
Figura 15. Evapotranspiración del cultivo (ETc) en L planta-1 durante el 
experimento. Las barras indican el error estándar……………………………... 47 
Figura 16. Evapotranspiración del cultivo (L planta-1 semana-1) en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = 48 
 
8 
nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………….. 
Figura 17. Volumen total drenado (L) para cada tratamiento durante el 
período de investigación. Donde B15% = nutrición baja con 15% de 
agotamiento, A15% = nutrición alta con 15% de agotamiento, M15% = 
nutrición media con 15% de agotamiento, B30% = nutrición baja con 30% 
de agotamiento, A30% = nutrición alta con 30% de agotamiento y M = 
nutrición media con 30% de agotamiento. Las barras indican el error 
estándar……………………………………………………………………………. 52 
Figura 18. Volumen total aplicado (L) para cada tratamiento durante el 
período de investigación. Donde B15% = nutrición baja con 15% de 
agotamiento, A15% = nutrición alta con 15% de agotamiento, M15% = 
nutrición media con 15% de agotamiento, B30% = nutrición baja con 30% 
de agotamiento, A30% = nutrición alta con 30% de agotamiento y M = 
nutrición media con 30% de agotamiento. Las barras indican el error 
estándar……………………………………………………………………………. 52 
Figura 19. Porcentaje de drenaje (% Dr) en los diferentes tratamientos. 
Donde B15% = nutrición baja con 15% de agotamiento, A15% = nutrición 
alta con 15% de agotamiento, M15% = nutrición media con 15% de 
agotamiento, B30% = nutrición baja con 30% de agotamiento, A30% = 
nutrición alta con 30% de agotamiento y M = nutrición media con 30% de 
agotamiento. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………….. 53 
Figura 20. Rendimiento acumulado (kg planta-1) obtenidos de cada 
tratamiento. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media.   Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo con 
la prueba Tukey (p<0,05)…………………………………………………………. 54 
Figura 21. Volumen aplicado acumulado (L planta-1) obtenidos de cada 
tratamiento. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media.  Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo con 
la prueba Tukey (p<0,05)…………………………………………………………. 55 
Figura 22. Eficiencia de uso de agua (EUA) según calibres de frutos, en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = 55 
 
9 
nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………….. 
Figura 23. Eficiencia de uso de agua (EUA) según el rendimiento comercial 
total, en las diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición 
alta y M = nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia 
significativa de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………… 56 
Figura 24. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Nitrógeno, en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = 
nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………….. 57 
Figura 25. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Potasio, en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = 
nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………….. 58 
Figura 26. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Calcio, en las diferentes 
nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo con 
la prueba Tukey (p<0,05)…………………………………………………………. 58 
Figura 27. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Magnesio, en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = 
nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………….. 59 
Figura 28. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Azufre, en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = 
nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………….. 59 
Figura 29. Eficiencias de uso de nutriente (EUN) para el elemento Hierro, en 
las diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = 
nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………….. 60 
Figura 30. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para el elemento Zinc, en 
las diferentes nutriciones y riegos. Donde B = nutrición baja, A = nutrición 
alta, M = nutrición media, 15% = agotamiento de 15% y 30% = agotamiento 60 
 
10 
de 30%. Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo con 
la prueba Tukey (p<0,05)…………………………………………………………. 
Figura 31. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para el elemento 
Manganeso, en las diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = 
nutrición alta y M = nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia 
significativa de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………… 61 
Índice de anexos 
Figura 32. El pH de los sustratos afecta la cantidad de nutrientes disponibles 
a las plantas. El área sombreada representa los niveles recomendados para 
la mayoría de los cultivos bajo invernadero……………………………………... 74 
Cuadro 5. Análisis de la varianza para la variable Evapotranspiración del 
cultivo. 74 
Cuadro 6. Análisis de la varianza para la variable conductividad eléctrica en 
sustrato……………………………………………………………………………... 74 
Cuadro 7. Análisis de la varianza para la variable conductividad eléctrica en 
drenaje……………………………………………………………………………… 75 
Cuadro 8. Análisis de la varianza para la variable potencial de Hidrógeno en 
drenaje……………………………………………………………………………… 75 
Cuadro 9. Análisis de la varianza para la variable porcentaje de drenaje……. 75 
Cuadro 10. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de agua 
en frutos de primera……………………………………………………………….. 76 
Cuadro 11. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de agua 
en frutos de segunda……………………………………………………………… 76 
Cuadro 12. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de agua 
en frutos de tercera………………………………………………………………... 76 
Cuadro 13. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de agua 
en frutos comerciales totales……………………………………………………... 77 
Cuadro 14. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Nitrógeno………………………………………………. 77 
Cuadro 15. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Fósforo………………………………………………… 77 
 
11 
Cuadro 16. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Potasio…………………………………………………. 77 
Cuadro 17. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Calcio…………………………………………………... 78 
Cuadro 18. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Magnesio………………………………………………. 78 
Cuadro 19. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Azufre………………………………………………….. 78 
Cuadro 20. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Hierro. 78 
Cuadro 21. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Zinc…………………………………………………….. 79 
Cuadro 22. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de 
nutriente en el elemento Manganeso……………………………………………. 79 
Figura 33. Vista panorámica de la ubicación de los tratamientos en el 
invernadero de la EEAFBM. ……………………………………………………... 79 
Figura 34. Sistema electrónico de control de los sensores en campo………... 80 
Figura 35. Reservorios de solución nutritiva de los diferentes tratamientos…. 80 
Figura 36. Componentes del sistema de riego automático. A. Sistema de 
electroválvulas y B. Medidores de caudal………………………………………. 81 
Figura 37. Vista desde debajo de la canaleta de demanda inteligente……….. 81 
Figura 38. Quinta cosecha de tomate de todos los tratamientos……………… 81 
Figura 39. Cantidad promedio de riegos día-1 aplicados en los diferentes 
tratamientos. Las barras indican el error estándar……………………………... 82 
Figura 40. Frecuencia del calibre obtenida en los diferentes tratamientos. 
Fragmentos de color blanco indican el rendimiento comercial total. …………. 82 
Figura 41. Análisis estadístico del comportamiento de la variable pH en los 
diferentes tratamientos. Letras diferentes indican una diferencia significativa 
de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05)………………………………………. 83 
Cuadro 23. Comportamiento de la EC y pH en la solución nutritiva aplicado 
en el cultivo durante la investigación…………………………………………….. 84 
 
 
 
12 
Resumen 
En la actualidad, el aumento en el precio de los fertilizantes y el efecto de 
su uso excesivo están provocando un serio problema de contaminación al 
ambiente y la creciente población a nivel mundial, hace cada vez evidente la 
necesidad de aplicar planes de fertilización de manera racional como también un 
mejor uso eficiente del recurso hídrico ante la situación mundial de escasez de 
este recurso. El uso de herramientas tecnológicas, así como el trabajo 
multidisciplinario permite que día a día, los sistemas de producción se 
mantengan en procesos de mejora continua y constante, con la finalidad de 
alcanzar mejores utilidades, que permitan la inversión en el desarrollo de nuevas 
herramientas y tecnologías. El objetivo de la presente investigación fue evaluar 
el efecto del manejo del riego y la nutrición sobre parámetros de riego y de 
eficiencia de uso de agua y nutrientes, determinando el efecto y la interacción. 
Para esto se cultivó tomate bajo invernadero en un sistema hidropónico; se 
utilizaron seis tratamientos combinando tres niveles de concentración de 
nutrientes (bajo, medio y alto) con dos agotamientos (15% y 30%), estos cuentan 
con tres repeticiones que se distribuyeron en un diseño irrestricto al azar con un 
arreglo factorial de tres x dos. Las variables de respuesta fueron: 
evapotranspiración del cultivo (ETc), conductividad eléctrica (CE), potencial de 
hidrogeno (pH), porcentaje de drenaje (%Dr), eficiencia de uso de agua (EUA y 
eficiencia de uso de nutrientes. Se determinó que los tratamientos con una 
nutrición baja se alcanzó la mayor EUA y EUN. En términos de ETc, la nutrición 
baja tiene el menor uso consuntivo, la CE se ve determinada por la concentración 
de nutrientes empleada. El porcentaje de drenaje mostró que tan eficiente fue la 
aplicación de riego en el cultivo. En términos de rendimiento, el mejor tratamiento 
fue la nutrición media con 6 kg planta-1. En general la nutrición fue el factor que 
mayor influyó en las diferencias entre los tratamientos. 
 
 
 
13 
Introducción 
El origen de la especie lycopersicum del cultivo de tomate se ubica en la 
región Andina, desde el sur de Colombia hasta el norte de Chile. Posiblemente 
desde allí fue trasladada a América Central y México, donde se domesticó 
(Monardes 2009). Dicho cultivo pertenece a la familia Solanaceae, una planta 
dicotiledónea (Cestoni et al. 2006), herbácea y perenne, que se cultiva en forma 
anual para el consumo de sus frutos. El tallo semi leñoso y sistema radicular está 
compuesto por una raíz principal de corta extensión ramificada en numerosas 
raíces secundarias. En la parte superior, al nivel del suelo, se desarrollan raíces 
adventicias que ayudan a mejorar el anclaje de la planta al sustrato (Escobar y 
Lee 2009; Semillaria 2015). 
Cuando se cultiva el tomate en invernadero su desarrollo (crecimiento, 
formación de racimos florales, desarrollo de frutos, entre otros) es diferente al 
del cultivo a campo abierto, por efecto de las diferencias en la temperatura 
(Morales et al. 2006). De la misma manera, las prácticas de manejo como 
fertilización o podas hacen que la planta funcione de una u otra forma. Entender 
la fisiología de la planta de tomate ayuda a comprender cómo las prácticas de 
manejo del cultivo inciden en su productividad (Escobar y Lee 2009). 
De todos los sectores de la economía, la agricultura es el más sensible a 
la escasez de agua. Usualmente, el sector agrícola es considerado como un 
usuario “residual” del agua, después de los sectores doméstico e industrial, sin 
embargo, supone el 70% de las extracciones globales de agua dulce y más del 
90 % del uso consuntivo (González y Hernández 2000).  
El uso del agua en agricultura está determinado por el crecimiento 
constante de la demanda de productos agrícolas para satisfacer las necesidades 
de una población en aumento. El sector agrícola cada vez tiene un reto más en 
búsqueda de ajustes que permita incrementar la eficiencia de uso de agua (FAO 
2013).  
Para aumentar la eficiencia del uso del agua se debe reducir las pérdidas 
en el proceso de producción. Técnicamente, “eficiencia del uso del agua” se 
puede calcular a cualquier escala, desde el sistema de riego hasta el punto de 
consumo en el campo. Generalmente se aplica a cualquier gestión que reduzca 
 
14 
el mal uso del agua, por ejemplo, reducción de fugas y pérdidas por evaporación 
durante el transporte y la aplicación del agua. La segunda opción es aumentar la 
productividad del agua. Esto supone obtener más cultivo o más valor por 
volumen de agua aplicado (Gleick et al. 2011). 
Un cultivo hidropónico es un sistema aislado del suelo, utilizado para 
cultivar plantas cuyo crecimiento es posible gracias al suministro adecuado de 
los requerimientos hídricos y nutricionales, a través del agua y solución nutritiva. 
Con la técnica de cultivo sin suelo es posible obtener hortalizas de excelente 
calidad y sanidad, permitiendo un uso más eficiente del agua y los nutrientes. 
Usualmente los rendimientos que se obtienen por unidad de área cultivada son 
altos debido a una mayor densidad, mayor productividad por planta y eficiencia 
en el uso de los recursos agua, luz y nutrientes. 
El manejo adecuado de la fertirrigación de los cultivos, a través de la 
aplicación oportuna de fertilizantes y un uso adecuado del agua, es una parte del 
proceso de producción que, en combinación con otros factores, fomenta el 
incremento en rendimiento y la calidad de las cosechas (Ramos et al. 2002; 
Molina 2016). 
La absorción de nutrientes es un factor importante en el cultivo de plantas 
de cualquier tipo. Las raíces deben absorber lo que la planta necesita para crecer 
sana y de un tamaño conveniente. Cuando se cultiva en suelo, las raíces crecen 
continuamente, para buscar los nutrientes, el agua y el aire en el suelo. En esto 
invierte una cantidad considerable de la energía. En el cultivo hidropónico, las 
raíces están continuamente en contacto con las cantidades apropiadas de 
nutrientes, ya que se plantan en un medio de crecimiento muy adecuado. El 
exceso de energía la planta la utiliza para desarrollar las partes superiores, 
incluyendo las flores y los frutos. 
La apertura y cierre de estomas es la forma que tienen las plantas de 
regular la pérdida de agua. Por la noche, cuando no hay fotosíntesis y se 
acumula CO2, los estomas se cierran impidiendo la pérdida de agua. En la 
mañana, con el aumento de la radiación aumenta también la fotosíntesis y la 
demanda de dióxido de carbono (CO2), disminuye la concentración de CO2 en la 
 
15 
cámara subestomática, los estomas se abren y se produce la pérdida de agua 
por transpiración (Azcón y Talón 2008). 
Los procesos básicos involucrados en el balance hídrico de una planta 
son la absorción, la conducción y la pérdida de agua. En períodos de sequía, el 
contenido de agua en la planta no se restablece completamente, entonces el 
déficit se acumula a través de los días hasta la ocurrencia de una lluvia o un 
evento riego aplicado. Durante el día, el balance hídrico normalmente es 
negativo y este suele restaurarse durante la noche, si hay suficiente agua en el 
suelo o sustrato. 
En un sistema hidropónico, no se produce esta situación de déficit hídrico 
como se produce en el suelo, pero igualmente el balance hídrico de la planta 
puede ser negativo cuando la pérdida de agua por transpiración supera la 
absorción por parte de las raíces, aunque las raíces se encuentren sumergidas 
en la solución nutritiva (Azcón y Talón 2008). 
El cultivo de tomate, similar al resto de los cultivos hortícolas, requiere una 
determinada cantidad de agua para obtener buenos rendimientos comerciales 
en épocas en las que la precipitación resulta insuficiente para el cultivo (Rojas y 
Castillo 2007). Además, el manejo adecuado de la nutrición y fertilización de 
cultivos permite mejorar el balance de nutrientes. Los programas de fertilización 
equilibrada producen mejores rendimientos de los cultivos. 
El tomate requiere una alta disponibilidad de macronutrientes como N, P, 
K, Ca, Mg, S y micronutrientes como Fe, Mn, Cu, B y Zn. La absorción de 
macronutrientes se eleva a partir de la floración (45 días) y hasta el inicio de la 
maduración de los frutos (noventa días), donde se acumula la mayor cantidad de 
nutrientes (Jaramillo et al. 2013). 
La cantidad de nutrientes absorbidos por la planta de tomate durante su 
ciclo depende de factores bióticos y abióticos como la temperatura del aire y del 
suelo, luminosidad, humedad relativa y concentración de nutrientes en el suelo. 
También hay otros factores como la fertiirrigación, la conducción vertical de las 
plantas y la cobertura plástica que influyen en los niveles de extracción de 
nutrientes por la planta de tomate, al comparar producción en campo y en 
invernadero (Fayad et al. 2002). 
 
16 
La producción bajo invernadero tiene varias ventajas sobre la producción 
a campo abierto: mayor eficiencia en el uso de agua, tierra y fertilizantes, 
ampliación y ajuste de la temporada de siembra y cosecha, de acuerdo con la 
demanda del mercado. Uno de los principales factores que afectan el 
rendimiento es la aplicación oportuna y suficiente del riego. Una mala 
programación de riego también promueve la presencia de enfermedades y 
desórdenes fisiológicos (Adams y Ho 1993; Peet y Willits 1995). 
El tomate es la tercera hortaliza que más se siembra en el ámbito nacional, 
con 1100 hectáreas y una producción de 57238 toneladas métricas, es decir, se 
producen en promedio 52034 kg ha-1 (Mora y Quirós 2019). Se caracteriza por 
ser un cultivo intensivo, realizado durante todo el año por pequeños y medianos 
productores y cuya producción se concentra en el Valle Central. (López y Quirós 
2016).  
El 90 % de la producción se realiza a campo abierto (época seca) o en un 
ambiente semiprotegido (época lluviosa), mientras que el 10 % restante se 
efectúa en un ambiente protegido. En 2015 la actividad generó ganancias 
cercanas a los USD 37 millones y el consumo per cápita fue de 17,3 kg (López 
2016). La producción mundial de tomate está en constante crecimiento, no solo 
por el aumento de las áreas cultivadas, sino también porque los agricultores 
aplican tecnologías que les permiten elevar los rendimientos (Díaz 2014). 
Los rendimientos obtenidos en tomate en la región Central Occidental, se 
ubican entre 35000 kg ha-1 y 80000 kg ha-1, con densidades de siembra que 
oscilan entre 12000 y 16000 plantas ha-1 obtenidos en campo abierto. Por otra 
parte, en ambientes protegidos se reportan rendimientos de 150000 kg ha-1, con 
densidades de siembra entre 20000 plantas ha-1 y 22000 plantas ha-1 (Díaz 
2007). 
La mayoría de los estudios se han sido realizado en cultivos en suelo a 
campo abierto, muy pocos en sustrato bajo invernadero, enfocados en evaluar 
el efecto del agotamiento hídrico sobre el rendimiento y la calidad del producto, 
sin relacionarlo con el estado hídrico de la planta y con el clima. 
En la actualidad, la situación hortícola se ha visto marginada por aspectos 
políticos y económicos, haciendo que esta actividad sea menos rentable. Por lo 
 
17 
tanto, se buscan nuevas tecnologías que promuevan la eficiencia en recursos y 
el recorte en gastos para hacer esta actividad más rentable. 
Aunado a la situación actual, el aumento en el precio de los fertilizantes y 
el efecto de su uso excesivo sobre la contaminación del ambiente, en la 
actualidad, se hace más evidente la necesidad de aplicar los nutrimentos de 
manera racional como también el manejo eficiente del recurso hídrico ante la 
situación mundial de escasez de este recurso. 
Objetivos. 
Objetivo general 
Evaluar el efecto del manejo del riego y la nutrición sobre parámetros de riego y 
de eficiencia de uso de agua y nutrientes en tomate bajo invernadero. 
Objetivos específicos 
 Evaluar el efecto del incremento en la concentración de nutrientes sobre 
parámetros del manejo del riego, según el contenido de humedad en el 
sustrato, en tomate bajo invernadero. 
 Determinar el efecto del incremento en la concentración de nutrientes 
sobre la eficiencia de uso de agua, según el contenido de humedad 
volumétrica en el sustrato, en tomate bajo invernadero. 
 Determinar el efecto del incremento en la concentración de nutrientes 
sobre la eficiencia de uso de nutrientes, según el contenido de humedad 
volumétrica en el sustrato. 
  
 
18 
Marco teórico 
Dentro de la horticultura mundial, el cultivo de tomate constituye uno de 
los rubros de mayor dinamismo. De la familia de las solanáceas, el tomate es 
una planta herbácea cuyo hábito de crecimiento puede ser determinado o 
indeterminado. Puede ser cultivada de diversas formas, además es posible 
planificar la cosecha según el objetivo deseado. Parte de las producciones 
pueden ser destinadas a procesos industriales o consumo fresco, siendo esta 
última la de mayor diversificación productiva, debido a que el tomate puede ser 
cultivado en una alta gama de condiciones durante todo el año (Alvarado 2009). 
El auge de la producción de plantas en hidroponía durante los últimos 
años ha estimulado el empleo de materiales diferentes a suelo, ya que se ha 
demostrado que sembrar en sustratos es una práctica segura, factible y 
altamente productiva. Su utilización es clave en la mejora del rendimiento y 
calidad de la producción hortícola, además de implicar un menor impacto 
ambiental si se compara con la producción tradicional empleado en suelo. 
Los sistemas hidropónicos son muy usados en la producción de hortalizas 
en invernadero. Estos sistemas tienen un alto grado de eficiencia en el uso del 
agua por lo que el área de riego es reducida, debido a que el crecimiento radical 
no necesita crecer en exceso. Lo anterior implica que los nutrimentos estén 
disponibles en las cantidades óptimas (López et al. 2011; Cuervo et al. 2012). 
La hidroponía se usa para desarrollar plantas en solución nutritiva (SN) a 
base de agua y nutrimentos, con o sin el uso de un medio o sustrato. La solución 
nutritiva debe tener la proporción adecuada de nutrimentos en forma iónica 
(aniones y cationes), necesaria para que las plantas puedan absorberlos (Baca 
et al. 2016).  
El sistema mayoritariamente empleado es el de cultivo en contenedor, 
empleando principalmente fibra de coco. El suministro de dicho sustrato es en 
forma de ladrillo deshidratado y comprimido, que es la presentación que menor 
grado de variación de las características físicas y químicas presenta (Cuervo et 
al 2012). 
 
19 
Los sustratos deben servir de soporte a la planta, ser livianos, tener un 
alto porcentaje de espacio poroso (80%), una elevada capacidad de retención 
de humedad, una buena aireación y un drenaje apropiado, una baja tendencia a 
la compactación y estar libres de patógenos, semillas y malezas (Escobar y Lee 
2009). 
Los sistemas hidropónicos en los que se utilizan sustratos se conocen 
como abiertos, cuando el exceso de SN que drena de estos se dirige al suelo, 
infiltrándose al subsuelo (AlShrouf 2017) o en el mejor de los casos se usa fuera 
del invernadero en un cultivo alterno (Savvas 2003). Los sistemas abiertos 
requieren de un alto consumo de agua por presentar un gran desperdicio de ella, 
lo que representa un costo elevado y un impacto negativo en el ambiente 
(Pardossi et al. 2011; Sánchez et al. 2014; Moreno et al. 2015).  
En los sistemas hidropónicos cerrados, donde sí existe recirculación de 
SN, es más eficiente el uso del agua y los nutrimentos que se aplican para el 
crecimiento y desarrollo de un cultivo, ya que la SN que drena del sistema 
(drenaje) es captada y utilizada nuevamente en el mismo sistema de producción; 
sin embargo, un aspecto que limita la reutilización de la SN y con esto la 
eficiencia en el uso del agua y de los nutrimentos es la obtención de un 
rendimiento menor, disminución de la calidad, acumulación de toxinas 
(fitotoxicidad) deficiencias minerales y el riesgo de diseminación de 
microorganismos que causan enfermedad en la raíz del cultivo (Déniel et al. 
2006; Sánchez et al. 2014). 
Las plantas de tomate se desarrollan mejor con temperaturas de entre 18 
ºC y 24 ºC (Díaz 2007). La humedad relativa (HR) óptima, se ubica entre 60 % y 
80 %, esto favorece el desarrollo normal de la polinización y garantiza una buena 
producción. El exceso o déficit de HR produce desórdenes fisiológicos y favorece 
la presencia de enfermedades (Zamora 2016). En Costa Rica las principales 
áreas cultivadas comercialmente se concentran en el Valle Central; su altitud 
oscila entre los 700 y los 2000 msnm (Bertsch 2006). 
Una humedad relativa cercana al ideal está en el rango de 55 a 60 % 
durante la noche y de 80 a 90% durante el día (Zamora 2016; López y Benavides 
2014). 
 
20 
La Luz Diaria Integrada (DLI) es la cantidad de PAR recibida cada día 
como función de la intensidad de luz y duración. En el cultivo de tomate se 
considera una DLI de 14-20 mol día-1 de buena calidad bajo condiciones de 
invernadero, por debajo de 14 mol día-1 es una calidad mínima aceptable y por 
encima de 20 mol día-1 se tiene alta calidad (Torres y López 2010). 
El déficit de presión de vapor (DPV) es un valor útil para expresar el flujo 
de vapor en un invernadero. Permite conocer la tendencia del flujo hacia 
condensación o transpiración. Altos valores de DPV propician la transpiración 
del cultivo a expensas de la humedad del sustrato y de los tejidos vegetales. 
Valores bajos del DPV indican cercanía al punto de rocío, generándose 
condiciones de condensación que es muy dañina bajo condiciones de 
invernadero (Bakker 1990).  
El DPV es útil no sólo para conocer la demanda evaporativa del ambiente, 
sino también para identificar condiciones ambientales propicias para el desarrollo 
de enfermedades. Por ejemplo, Prenger y Ling (2001) mencionan una regla 
práctica de sobrevivencia de hongos patógenos cuando los valores de DPV se 
encuentran por abajo de 0,43 kPa, siendo su actividad más dañina para valores 
de DPV por debajo de 0,20 kPa. Por otra parte, valores óptimos del DPV para 
evitar el cierre de estomas se encuentra en el rango de 0,5-1,5 kPa. 
En los últimos años muchos productores han incursionado en la 
producción en invernaderos de baja inversión, buscando aprovechar las 
potenciales ventajas socioeconómicas, agronómicas y ambientales que el 
sistema presenta.  
Desde la parte agronómica, la protección contra los factores climáticos 
extremos del trópico (lluvia, radiación, humedad relativa, vientos) favorece el 
manejo integrado de plagas y enfermedades, reduce el uso de pesticidas y 
permite realizar un uso eficiente del agua y los fertilizantes, además de mitigar la 
contaminación ambiental (Ramírez y Nienhuis 2012; Wittwer y Castilla 1995; 
Castilla 2004; Gil-Vázquez et al. 2003; Fajardo et al. 2016).  
Actualmente, existe la tecnología para realizar fertirriego de precisión en 
cultivos bajo ambientes protegidos. Sin embargo, esta técnica no se aprovecha 
del todo, observándose una tendencia a aplicar excesos de agua y fertilizantes 
 
21 
(Thompson et al. 2007). La automatización del fertirriego mediante equipos de 
riego provistos de sensores ambientales, aunado a los parámetros de 
desempeño fisiológico de las plantas, permiten el monitoreo y la interpretación 
en tiempo real de los datos de clima, sustrato y plantas. De esta manera se 
genera una guía para la toma de decisiones respecto al manejo del riego y la 
fertilización, ajustando el aporte de agua y fertilizantes a la demanda del cultivo 
(Mohammad et al. 2013). 
La canaleta de demanda inteligente integra dispositivos para medir 
frecuencia de riego, con la que determina cuando debe ser regado. Cuenta, 
además con un lisímetro, el cual se encarga de generar un conteo de drenaje y 
un algoritmo de control de drenaje que determina cuanto hay que regar (Huertas 
2019). 
El principal objetivo de la canaleta es aplicar un volumen de agua 
determinado según el porcentaje de agotamiento de humedad volumétrica en el 
sustrato. Cuando a esta canaleta se le ajusta un nuevo porcentaje de drenaje o 
un porcentaje de agotamiento determinado, el equipo deberá tener la capacidad 
de ajustar en un corto plazo la frecuencia de riego junto con el porcentaje de 
drenaje reprogramado (Huertas 2019). 
En el fertirriego se garantiza un suministro de nutrimentos directamente 
en el bulbo de humedecimiento, sitio donde se encuentra el mayor volumen de 
raíces absorbentes (Imas 2009). Esto favorece la eficiencia en el uso del agua y 
los fertilizantes, lo que mejora su distribución y localización. Si se emplea este 
recurso en forma adecuada, con el aporte de los nutrimentos que la planta 
demanda en el tiempo y la cantidad precisa para cada etapa fenológica, la mejora 
en el rendimiento alcanzado y en parámetros de calidad de la fruta (tamaño, 
firmeza, sanidad, sólidos solubles) es notable (Rincón 2003; Alcántar et al. 1999).  
Monitorear el contenido de agua en el suelo es esencial para ayudar a los 
agricultores a optimizar la producción, conservar agua, reducir los impactos 
ambientales y ahorrar dinero. Dar seguimiento al contenido de humedad del 
suelo puede ayudar a tomar mejores decisiones en la programación del riego, 
tales como determinar la cantidad de agua a aplicar y cuándo aplicarla. También 
permite igualar los requerimientos de agua del cultivo con la cantidad aplicada 
 
22 
con el riego; y así evitar pérdidas de agua excesivas por percolación profunda o 
por escurrimientos, o por el contrario aplicar una cantidad insuficiente (González 
2008; López et al. 2011). 
En términos fisiológicos, a medida que el suelo se deseca, el agua 
remanente no está igualmente disponible para la planta. La mayor disponibilidad 
de agua ocurre cuando el suelo está a capacidad de campo, disminuyendo 
gradualmente a medida que el suelo pierde humedad. A fin de conocer los 
requerimientos de agua de la planta se utilizan instrumentos como los 
tensiómetros, que sirven para determinar la disponibilidad del líquido en el suelo. 
Estos deben ser colocados en el área de riego, a la profundidad donde se ubique 
la mayor cantidad de raíces activas (Baker 1990; Campbell 1990).  
El agua se mueve desde el tubo del tensiómetro a través de la cápsula 
porosa de cerámica hacia el suelo en respuesta a la succión del agua de este 
(cuando el agua se evapora del suelo o cuando la planta extrae agua del suelo). 
El agua también se puede mover desde el suelo al tensiómetro durante el riego. 
A medida que el tensiómetro pierde agua, se genera un vacío en el tubo y éste 
es registrado por el manómetro. La mayoría de los tensiómetros tienen un 
manómetro graduado de 0 a 100 (centibars o kilopascales). Una lectura de 0 
indica un suelo saturado. Conforme el suelo se seca, la lectura en el medidor 
aumenta (Campbell 1990). 
En el cultivo de tomate, los máximos rendimientos se obtienen efectuando 
el riego cuando los tensiómetros ubicados a una profundidad de 25 cm a 50 cm 
marcan de 50 a 70 centibares (Alvarado 2009). 
Técnicas de monitoreo más sofisticadas se basan en la capacitancia del 
suelo, tales como sondas FDR (Frequency Domain Reflectometry) y TDR (Time 
Domain Reflectometry). La sonda capacitiva está compuesta por una barra sobre 
la cual está impreso un circuito eléctrico que conecta sensores. Éstos se pueden 
montar cada 20 centímetros hasta una profundidad de unos 100 cm en el caso 
de tomate. Una estación de monitoreo puede registrar el contenido de agua en 
el suelo a diferentes profundidades de suelo. Cabe destacar que todos los 
sensores de agua en el suelo deben instalarse en la zona del bulbo húmedo, 
cercano al lateral o cinta de riego (Lagunas 2013). 
 
23 
La técnica TDR utiliza la correlación existente entre el tiempo de tránsito 
de una onda electromagnética introducida en el suelo, la constante dieléctrica de 
éste y el contenido volumétrico de humedad. La constante dieléctrica del suelo 
es la propiedad que determina dicho tiempo de tránsito (Cassel et al. 1994). 
El agua por su parte cuenta con una constante dieléctrica muy alta (78) 
en comparación con los demás compuestos presentes en el medio de 
crecimiento de la raíz. Al medir la magnitud de la constante dieléctrica en una 
porción representativa de sustrato, la sonda capacitiva estima el contenido de 
humedad integrando todas las constantes y generando una relación. Por lo tanto, 
a mayor porcentaje de agua por unidad de volumen, mayor constante dieléctrica 
(Rivas 2017).  
 El uso del agua para fines agrícolas es un tema central en cualquier 
debate sobre los recursos hídricos y la seguridad alimentaria. En promedio, en 
la agricultura se ocupa el 70 % del agua que se extrae en el mundo, y las 
actividades agrícolas representan una proporción aún mayor del "uso consuntivo 
del agua" debido a la evapotranspiración de los cultivos (FAO 2013). 
 La escasez de agua dulce para riego podría duplicar los efectos 
perjudiciales del cambio climático en la agricultura, debido a la reducción de los 
rendimientos de cultivos básicos para la alimentación mundial como son maíz, 
soja, trigo y arroz (Elliott et al. 2014).  
 Lo anterior plantea la necesidad de realizar un uso eficiente del agua dulce 
disponible en el planeta. Diferentes criterios asociados a la interacción medio de 
cultivo-planta-atmósfera han sido utilizados mediante monitorización en tiempo 
real para el manejo de precisión del riego. 
 Es necesario ajustar los sistemas de abastecimiento de agua para 
proporcionar servicios a la demanda, utilizando tecnologías de la información, 
como sensores de la humedad del suelo. La estimación de la evapotranspiración 
puede darse a partir de datos satelitales o bien sensores de medición directa, de 
manera que se pueda aumentar la eficiencia y la productividad del uso del agua 
en la agricultura (Huertas 2019). 
 
24 
Para incrementar la eficiencia de uso de agua (EUA), se utilizan técnicas 
de aplicación de un déficit en el riego para generar un “estrés controlado” en la 
planta. Esta técnica permite aumentar la eficiencia en el uso del agua de cultivo 
reduciendo la cantidad de agua aplicada con riego (Kirda 2002; Pereira et al. 
2002). 
 Según Agbemafle et al. (2015); Campillo et al. (2017), un porcentaje de 
agotamiento del 10-20% en la cantidad o volumen de agua aplicada en el cultivo 
de tomate, produce frutos con una calidad óptima que compensaría las pérdidas 
de rendimiento. Según Allen et al. (1997), en cultivos tipo solanáceas, el déficit 
permitido de manejo de riego es de un 30%. 
La eficiencia en el uso del agua (EUA) o productividad del agua (PA) es la 
relación existente entre la biomasa presente en un cultivo por unidad de agua 
utilizada por éste en un determinado momento. Cuando se pretende enfocar el 
empleo del agua por un componente meramente productivo y económico, se 
recurre a sustituir la biomasa por el rendimiento en kg de producto por m3 de 
agua utilizada (Fernández y Camacho 2005). 
Un estudio realizado por González y Hernández (2000) en México 
demuestran que alcanzan una EUA de 5,5 kg comercial m-3 en campo abierto. 
Por otra parte, Flores et al. (2007) mencionan que alcanzaron valores de EUA 
de 35 kg m-3 a una densidad de 4,3 plantas m-2 bajo condiciones de invernadero 
en México. En Almería, España, Fernández y Camacho (2005) reportan que la 
producción de tomate se obtiene con una EUA de 37 kg m-3. Pardossi et al. 
(2004), mencionan que en Holanda se ha podido incrementar la productividad 
del agua en 36,4 kg m-3. Sin embargo, según Salazar et al. (2014), reportan 
valores de EUA en tomate de 45 kg m-3 en un invernadero con calefacción e 
inyección de CO2 en Holanda.  
La aplicación del riego en el cultivo de tomate debe ser cuidadosa, ya que 
tanto la sequía como el exceso de agua repercuten en la calidad y producción 
del fruto. Se ha encontrado una correlación estrecha entre sequías intensas y 
rajaduras en el fruto. El exceso de agua se asocia con la presencia de 
enfermedades radicales de la planta y por consecuencia con bajos rendimientos 
(Manjarrez 1980). 
 
25 
Cuando hay escasez de agua en el cultivo de tomate se produce una 
reducción del crecimiento de las plantas, la absorción del calcio se ve disminuida 
y se genera un desequilibrio por deficiencia de este elemento. La floración se ve 
afectada y se pueden perder algunos racimos. Por el contrario, cuando se aplica 
agua en exceso, las raíces se mueren y se presenta un retraso en la floración y 
en los frutos (Tjalling 2006). 
Una adecuada determinación de la disponibilidad de agua determinará en 
gran parte el éxito de la producción de tomates. Como en todas las hortalizas, la 
escasez de agua de riego afectará fuertemente el rendimiento y calidad del 
cultivo (Mohammad et al. 2013). 
El concepto de evapotranspiración nace como consecuencia de la 
dificultad de separar e identificar la evaporación del suelo y la transpiración de 
los cultivos de una superficie amplia y uniforme. El uso consuntivo o 
evapotranspiración de los cultivos es un componente básico del ciclo hidrológico, 
particularmente importante en regiones áridas o semiáridas del mundo y en las 
áreas tropicales donde el riego suplementario ha empezado a crecer (González 
y Hernández 2000; Jara y Valenzuela 2000). 
Existen varios métodos para el cálculo de la evapotranspiración, desde 
métodos de cálculo directo como la utilización de lisímetros o los balances de 
agua en el suelo a métodos indirectos, principalmente ecuaciones empíricas 
basadas en variables climáticas. De estas últimas las más sencillas son las 
basadas en la medida de la temperatura (Thornthwaite 1948; Blaney y Criddle 
1950). Existen otras ecuaciones, igualmente empíricas, que se basan en la 
radiación, Priestly-Taylor, o la de Jensen-Haise que combina estas dos variables 
(Villar y Elías 1996). Más rigurosas resultan aquellas fórmulas basadas en la 
combinación del balance energético y el transporte convectivo del vapor de agua 
(Penman 1948, adaptada por Monteith y Unsworth 1990).  
Un estudio realizado por Flores et al. (2007) en México, indican valores de 
ETc diaria que va desde 0,2 L planta-1 en etapas iniciales hasta 1,5 L planta-1 en 
la etapa de máxima demanda. Por otra parte, León y Cun (2001), reportan 
valores de ETc de 179,95 mm totales y 1,98 mm diarios, estos obtenidos en Cuba 
y en ambas localidades en condiciones de ambiente protegido. 
 
26 
La fertilización tiene un papel fundamental en la producción de tomate, al 
ser un cultivo que necesita altas demandas de ciertos elementos en fases 
puntuales, de esta manera, en el plan de abonado resulta primordial aportar los 
nutrientes necesarios en el momento adecuado. En el caso de detectar una 
deficiencia esta debe ser corregida a tiempo (Escalona y Pire 2008). 
Un adecuado programa de manejo nutricional sólo se puede hacer cuando 
hay una comprensión clara del rol de todos los nutrientes. En consecuencia, el 
crecimiento de los cultivos está estrechamente vinculado a una adecuada 
nutrición mineral. El conocimiento de la extracción que realiza la planta de los 
elementos en el suelo se convierte en una información básica para el diseño y 
planificación de programas de fertilización (Escalona y Pire 2008). 
El cultivo de tomate se desarrolla adecuadamente en un pH entre 5,0 a 
6,8. Es considerado moderadamente sensible a la salinidad, debido a que el 
promedio del umbral es de 2,3 mS cm-1 (Zamora 2016). Según Jones (2008) y 
Hochmuth y Hochmuth (1996), en la solución nutritiva se debe manejar entre 2,0 
a 3,0 dS m-1 de conductividad eléctrica (CE) y entre 5,0 a 6,0 de pH, para una 
mayor eficiencia en la absorción de nutrientes por parte de la planta. 
Un estudio efectuado por Magán (2003), evidencia que el aumento de la 
salinidad tiende a reducir significativamente la producción fresca de tomate. Sin 
embargo, en dicho estudio se observan diferencias en EC por encima de 4 mS 
cm-1, es decir que por debajo de este parámetro no existe efecto de reducción 
en parámetros de producción. 
Una elevada concentración de sales en el medio radical provoca, por una 
parte, estrés hídrico debido a la disminución del potencial hídrico del medio 
radical (efecto osmótico) y por otra, la absorción de determinados iones que 
pueden provocar una acumulación de éstos en los tejidos vegetales alcanzando 
niveles tóxicos (toxicidad iónica especifica) e induciendo además desequilibrios 
nutricionales (Munns et al. 1982). 
Una fertilización eficiente es aquella que proporciona los nutrientes en las 
cantidades suficientes y en el momento en que el cultivo tiene la mayor demanda. 
A través de la fertilización se aplica el elemento faltante y se mantiene un 
equilibrio adecuado entre los elementos del suelo y la planta. Para calcular la 
 
27 
cantidad de fertilizante que se debe aplicar es necesario conocer las 
necesidades del cultivo (Jaramillo et al. 2007). 
 A nivel agronómico, el mal manejo del riego y fertilizantes, por exceso o 
déficit, disminuye los rendimientos y consecuentemente la rentabilidad de los 
sistemas agrícolas. Además, un aporte excesivo de agua y nutrientes minerales 
genera una contaminación. Es evidente que el mejoramiento en la eficiencia de 
uso de dichos recursos debe enfocarse en el manejo optimizado del riego y la 
fertilización (Tilman et al. 2002; Gonzálvez y Pomares 2008; Arizaleta 2002; 
Jones 2008). 
La eficiencia agronómica y la recuperación relativa de los minerales 
permiten conocer con cual dosis de elementos, el cultivo alcanza su máxima 
producción y en cual porcentaje ese elemento es absorbido por las plantas 
(Janssen 1998).  
Para el cultivo de tomate no se ha dado un estudio tan detallado en cuanto 
a la eficiencia de uso de nutrientes. En su mayoría la información que existe es 
en referencia a la extracción de elementos en las diferentes partes de la planta. 
Para los cereales se ha definido un rango de eficiencia de uso de nutrientes 
donde se menciona de 0,3-0,5 kg kg-1 (Dobermann 2007). 
Según Betancourt y Pierre (2013), la extracción total por la planta de 
tomate es de 970, 358, 147, 2603 y 405 mg por planta de N, P, K, Ca y Mg, 
respectivamente. Según Isherwood (1990), la tasa de eficiencia de uso de 
nutrientes en general para los casos de N, P y K es de 50-70%, 10-25% y 50-
60%, respectivamente. 
Ojodeagua et al. (2008) mencionan una eficiencia en el uso de 
nutrimentos de 2.7, 1.0, 4.5, 3.1 y 0.9 kg t-1 de fruta comercial de N, P2O5, K2O, 
Ca y Mg, respectivamente, en un suelo que no había sido usado previamente 
para la horticultura. Por otra parte, según Arévalo (2015), en el cultivo de chile 
de color se alcanzaron en promedio eficiencias de uso de nutrientes de 51%, 
15%, 92%, 38%, 40% y 12% para los elementos N, P, K, Ca, Mg y S 
respectivamente. 
 
28 
Metodología 
Descripción de los tratamientos 
En el caso de los dos niveles de riego, se refieren a porcentajes de 
agotamiento del agua total disponible, planteados de acuerdo a la curva de 
retención de humedad del sustrato. De acuerdo con lo anterior, se definieron de 
la siguiente forma (Figura 1): 
1. Riego deficiente manteniendo la humedad aproximada a la capacidad de 
campo (15 % de agotamiento).  
2. Riego deficiente para mantener la humedad próxima al contenido de agua 
de reserva (30 % de agotamiento). 
 
Figura 1. Curva de retención de humedad de fibra de coco utilizada como 
sustrato; donde C.C = capacidad de contenedor, 15% = porcentaje de 
agotamiento del 15%; 30% = porcentaje de agotamiento del 30% y 
P.M.P = punto de marchitez permanente. Fuente: FICO, adaptación 
propia. 
La preparación de las soluciones nutritivas se llevó a cabo manualmente 
en tanques independientes, añadiendo la cantidad calculada de los distintos 
fertilizantes a un volumen de agua de 2500 L, con el fin de conseguir mayor 
exactitud y poder controlar mejor el consumo de nutrientes del cultivo (Cuadro 
1).  
Cuadro 1. Niveles de concentración de elementos aportado en cada solución 
nutritiva durante el desarrollo del cultivo (Soto 2017). 
 
29 
  mg L-1 
Nivel Ca K Mg N S P Fe Cu Mn Zn B Mo 
Bajo 75 100 20 70 18 17 0,5 0,02 0,25 0,05 0,25 0,05 
Medio 150 200 40 140 64,7 35,4 1 0,3 0,8 0,3 0,5 0,1 
Alto 225 300 60 210 97 53,1 2 0,5 1,2 0,5 1 0,1 
Las concentraciones de las diferentes soluciones nutritivas se 
establecieron de acuerdo con recopilación de información. Dichas 
concentraciones, además, según las fuentes utilizadas se estimaron 
contemplando un balance de cargas entre aniones y cationes. 
Para los tratamientos de nutrición se aplicaron tres diferentes 
concentraciones de nutrientes en solución nutritiva, la cual se definió 
considerando los rangos utilizados para la producción hidropónica de hortalizas 
a nivel nacional e internacional. Los tres niveles de concentración de nutrientes, 
“bajo, medio y alto” en solución nutritiva, presentaron incrementos entre las 
soluciones en relaciones 1:2 y 1:3 tanto entre los elementos como a nivel general 
en la solución nutritiva (Cuadro 1). 
Diseño Experimental 
 El diseño experimental desarrollado en esta investigación consistió en un 
arreglo factorial de tres niveles de nutrición y dos niveles de riego, con un arreglo 
irrestricto, distribuido de forma aleatoria en la parcela, con tres repeticiones por 
tratamiento (Figura 2). 
 
30 
 
Figura 2. Esquema de los niveles de nutrición y riego y su formación de 
tratamientos aplicados en la investigación. 
La zona de investigación se conformó por 12 hileras, con una distancia de 
1,5 m entre hileras y con una distancia entre plantas de 0,33 m, para una 
densidad de siembra de 2 plantas m-2. Las hileras se disponían de 34 pacas de 
fibra de coco, para un total de 408 pacas. En cada paca se colocaron 3 plantas, 
para un total de 1224 plantas. La parcela útil se estableció de 810 plantas y el 
borde de 414 plantas (Figura 3).   
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY YYY
Figura 3. Distribución de los tratamientos, donde los colores indican el 
tratamiento: verde = Nutrición baja con 15% de agotamiento, amarillo 
= Nutrición media con 15% de agotamiento, rojo = Nutrición alta con 
 
31 
15% de agotamiento, azul = Nutrición media con 30% de agotamiento, 
café = Nutrición baja con 30% de agotamiento y rosado = Nutrición alta 
con 30% de agotamiento; el color gris con “Y” representa el borde. 
Ubicación de la investigación 
La presente investigación se llevó a cabo durante el período de junio a 
octubre de 2018, en la Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit Moreno 
(EEAFBM) de la Universidad de Costa Rica, ubicada en el Distrito San José, 
Alajuela, Costa Rica (10º01’N y 84º16’W, con una altitud de 840 msnm). Esta 
zona de vida según Holdridge, corresponde a Bosque húmedo Premontano (bh-
P), donde se presentan valores promedios de precipitación anual, temperatura y 
humedad relativa, de 1940 mm, 22°C y 78%, respectivamente.  
 
 
 
 
 
 
Figura 4. Fotografía satelital de la Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit 
Moreno, el cuadro con contorno rojo demarca la ubicación en donde 
se desarrolló la investigación. Fuente: Google Earth, adaptación 
propia. 
Se utilizó un invernadero multitúnel de hierro galvanizado, con cubierta de 
polietileno transparente (200 µm) y malla anti-insectos (43 mesh) en las paredes, 
formado por 4 módulos de 9,75 m de ancho y 50 m de largo, alturas de 6 m al 
centro del túnel y 4 m a la canoa. 
 Durante el período de investigación la temperatura a lo interno del 
invernadero alcanzó valores de 37,5 °C como máximo y hasta 16,4 °C mínimo. 
La humedad relativa fue de hasta 100 % máxima y hasta 28,9 % mínima. El 
promedio de DPV se desarrolló entre un rango de 0,25 a 2,14 kPa (Figura 5). 
 
32 
Además, según el tanque evaporímetro se alcanzó una evaporación de hasta 
10,3 mm día-1 máxima y 1,6 mm día-1 como mínima. La radiación solar llegó 
hasta 70,7 MJ m-2 s-1 como máxima y 12,6 MJ m-2 s-1 como mínima (Figura 6). 
T max T min T prom
40
35
30
25
20
15
HR max HR min HR prom
100
90
80
70
60
50
40
30
20
DPV max DPV min DPV prom
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Fecha
 
 
33 
kPa (%) (°C)
Figura 5. Comportamiento de las condiciones climáticas internas (temperatura = 
T, humedad relativa = HR y déficit de presión de vapor = DPV) en el 
ambiente protegido durante el período de la investigación. 
Evaporación
10
8
6
4
2
0
RS
70
55
40
25
10
Fecha
 
Figura 6. Comportamiento de las condiciones climáticas internas (evaporación y 
radiación solar global = RS) en el ambiente protegido durante el 
período de la investigación.  
Material vegetal 
 Se utilizó el híbrido de tomate Gladiador, el cual presenta crecimiento 
determinado de larga vida multilocular, cuyas características genéticas son 
adaptadas para una mayor producción y resistencia a enfermedades. Posee 
características deseadas en rendimiento, larga vida poscosecha, adecuado 
 
34 
MJ m-2 día-1 mm día-1
cierre pistilar, mantenimiento del calibre a través del tiempo y resistencia a 
Verticilum y Fusarium 1 – 2. 
 
A B 
 
 
 
 
 
 
Figura 7. Fotografías del tomate variedad Gladiador utilizado en la investigación, 
donde A: planta recién trasplantada y B: Planta a los 56 días después 
de trasplante. 
Manejo agronómico del cultivo 
 Se utilizó como sustrato fibra de coco en tablas de 3 kg en seco, con 
dimensiones de 16 cm de ancho x 3,5 cm de alto x 100 cm de largo y un volumen 
total de 28,8 L una vez hidratada. Las tablas fueron hidratadas aplicando riegos 
cortos cada 20 minutos hasta saturación. Posteriormente, se realizaron 2 cortes 
en forma de T invertida de aproximadamente 4 cm en la parte inferior del saco 
de cultivo y lo más próximos al suelo para drenar el exceso de agua aplicada. 
Los sacos de cultivo fueron colocados consecutivamente y formaron hileras 
simples espaciadas a 1,5 m de acuerdo a la distribución del cultivo. 
Antes de iniciar con las evaluaciones, se determinaron las 
características físicas, químicas e hidráulicas del sustrato, según metodología de 
Ansorena (1994) para análisis de laboratorio de sustratos (Cuadro 2).  
Cuadro 2. Análisis físico de la fibra de coco utilizada como sustrato en el cultivo 
bajo invernadero. 
*Rango óptimo Fibra de 
Parámetro Máximo Mínimo coco 
 
35 
Índice de grosor (%)   65 
Densidad aparente (g mL-1) 0,15 0,15 0,07 
Densidad real (g mL-1) 1,0 1,0 0,65 
Porosidad total (%) - >85 90 
Fracción sólida (%) 15 15 10 
Componentes totales 100 100 100 
Humedad volumétrica (%)    
0 kPa (saturado)   90 
1 kPa (capacidad de contenedor) 55 70 61 
2,5 kPa   44 
5 kPa 30 40 38 
10 kPa (punto de marchitez) 25 30 32 
Capacidad de aireación (%)    
0 kPa (saturado)   0 
1 kPa (capacidad de contenedor) 30 15 29 
2,5 kPa 15 15 46 
5 kPa 55 45 52 
10 kPa (punto de marchitez) 60 55 58 
Tipos de agua (%)    
Agua fácilmente disponible 20 30 23 
Agua de reserva 5 10 6 
Agua total disponible 25 40 28 
Agua difícilmente disponible 30 30 32 
*Rangos óptimo para sustratos según Ansorena (1994). 
La siembra se realizó por trasplante cuando las plántulas tenían 28 días 
de edad, con presencia de 4 a 5 hojas verdaderas. La distancia de siembra a 
utilizar fue de 33 cm, obteniendo una densidad de 2 plantas m-2. 
El manejo agronómico se llevó a cabo según las buenas prácticas 
agrícolas de la EEAFBM. El control fitosanitario se realizó con aplicaciones de 
protección al cultivo en donde se respetará los periodos a cosecha, además de 
emplear algunas prácticas etológicas y biológicas para el control de estas.  
 
36 
El sistema de riego por goteo que se utilizó fue superficial, donde se 
dispusieron tuberías de polietileno paralelas a las hileras de cultivo y provistas 
de goteros autocompensados y antidrenantes (2 L h-1) con 4 goteros por paca 
de fibra de coco.  
El sistema hidráulico constó de 3 bombas de ½ HP, cada bomba manejó 
un tanque de solución nutritiva y los dos niveles de riego; se utilizó un software 
que activaba una señal que permitía que se encendiera tres tratamientos con el 
mismo nivel de riego y nutrición a la vez. La presión de operación se reguló con 
retrocesos en cada tratamiento. 
 El cultivo se manejó a una sola guía por planta, con deshijas y podas 
semanales cuidando mantener la dominancia apical; el tutorado se realizó con 
ganchos de descuelgue y prensas plásticas para sostener la guía (mecate). 
Manejo de riego y nutrición 
El sistema de riego contó con un sistema de automatización el cual se 
manejó mediante el método de lisímetro, donde se utilizaron sensores GS3 
(TDR) capaces de medir CE, humedad volumétrica y temperatura. De esta 
manera, se programaron los riegos en función de la demanda del cultivo y según 
las condiciones climáticas. La información fue tomada en tiempo real y registrada 
en un datalogger (Campbell Scientific CR1000). Estos datos se transmitían por 
conexión inalámbrica a un servidor donde se almacenaban (Figura 8).  
Se manejaron 18 electroválvulas, cada una independiente asignada a 
cada tratamiento que compartían el mismo reservorio y bomba; estas 
electroválvulas se activaron de acuerdo con la necesidad de cada tratamiento 
(Figura 8). 
El sistema de riego se activó mediante los sensores TDR de acuerdo con 
la curva de retención de humedad y los parámetros de %HV establecidos. El 
sistema automático estuvo activo las 24 horas, por lo que en el momento en el 
que el contenido de agua en la fibra alcanzó el porcentaje de agotamiento 
establecido, se activaban las bombas que suministraban el agua y el nutriente 
requerido y se restablecía el punto de capacidad de contenedor.  
 
37 
Al alcanzarse el porcentaje de agotamiento establecido, mediante el 
algoritmo programado, se activaba el sistema de riego para reponer el volumen 
de agua requerido para alcanzar la capacidad de contenedor (CC). Una vez 
alcanzada la CC, el sistema generaba un riego adicional para garantizar que se 
cumpla el porcentaje de drenaje establecido. Con pluviómetros se determinó el 
porcentaje de drenaje, que resulta de la relación entre el volumen drenado y el 
volumen aplicado.  
 Con este sistema de automatización se buscó mantener la humedad del 
sustrato entre los porcentajes establecidos y capacidad de contenedor las 24 
horas del día, por lo que se generó un sistema autónomo de decisión para la 
aplicación o recuperación de los niveles de humedad en el sustrato.  
 
38 
  
Figura 8. Esquema del sistema de automatización utilizado en el desarrollo de la 
investigación. Fuente: Julio Vega. Los cuadros indican: rojo = 
electroválvulas, morado = bombas eléctricas con sus respectivos 
tanques de solución nutritiva, verde = Sensores GS3 y tensiómetros, 
amarillo = tratamientos, negro = dataloggers, gris = modem y 
transferencia de información y rosado = celda fotovoltaica.  
La nutrición se aplicó mediante riego por goteo (microtubos con estacas), 
utilizando tres soluciones nutritivas iónicamente equilibradas entre cationes y 
aniones (Cuadro 1). Se utilizaron fertilizantes como: nitrato de calcio, ácido 
nítrico, nitrato de potasio, fosfato monopotásico, sulfato de potasio, sulfato de 
 
39 
magnesio, cloruro de calcio (para la nutrición baja), EDTA-Fe, EDTA-Mn, EDTA-
Cu, sulfato de zinc, ácido bórico y molibdeno al 4%.  
El pH de las soluciones nutritivas se ajustó con ácido nítrico de acuerdo 
con la concentración de bicarbonatos presentes en el agua de riego [HCO3-]. Las 
concentraciones de nutrientes, el pH (7,20) y la CE (0,13 mS cm-1) del agua de 
riego se consideraron en el balance iónico de la solución nutritiva que se empleó 
en el experimento. 
Cada una de las soluciones nutrición alta (NA), nutrición baja (NB) y 
nutrición media (NM) se prepararon a partir de tres soluciones concentradas 
1:200 (solución A, B y C), considerando la compatibilidad y el límite de solubilidad 
de las sales fertilizantes. Las soluciones concentradas posteriormente se 
diluyeron en dos recipientes plásticos de 2500 litros cada uno, para la distribución 
según los tratamientos correspondientes a las soluciones NA, NB y NM. 
Para preparar las soluciones diluidas a aplicar mediante fertirriego, el 
factor de dilución correspondió al factor de concentración usado en las 
soluciones concentradas A, B y C.  
Variables de respuesta 
 En el presente estudio se evaluaron variables relacionadas con 
parámetros de manejo del riego, eficiencia de uso de agua (EUA) y eficiencia de 
uso de nutrientes (EUN).  
 En parámetros de manejo del riego se evaluó evapotranspiración de 
cultivo (ETc), porcentaje de drenaje (%Dr), pH del drenaje y conductividad 
eléctrica (EC) del drenaje y del sustrato. La ETc se determinó a partir del balance 
de agua en el sustrato (Soto et al. 2014), utilizando la siguiente fórmula:  
ETc = R - D - (Hvi – Hvf)  
Donde, (Hvi – Hvf) es la diferencia entre el contenido de humedad 
volumétrica del sustrato (mm) al inicio (Hvi) y al final (Hvf) del periodo; R y D, son 
los volúmenes de riego y drenaje (mm) para dicho período, respectivamente. 
 
40 
En cada repetición se colocaron dos canaletas: una canaleta de demanda 
inteligente para las variables de ETc, drenaje y activación de riegos y la otra 
canaleta para la recolección de drenajes en la cual se miden los parámetros de 
pH y CE del drenaje, además de la medición de la concentración de nutrientes 
presente en el drenaje. 
 Figura 9. Canaleta de demanda inteligente donde se miden las variables de 
riego. Fuente: Elaboración propia. 
Durante el ciclo de vida del cultivo y para cada repetición, se midieron los 
volúmenes de cada riego aportado, el volumen de drenaje y sus respectivas 
concentraciones de nutrientes. Los volúmenes de riego se cuantificaron 
mediante un caudalímetro. Los volúmenes de drenaje se midieron mediante 
pluviómetros ECHO Rain (Mod. ECRN-100). Se recolectaron semanalmente 
submuestras de cada solución nutritiva y de los drenajes de cada repetición para 
determinar la conductividad eléctrica (CE) y el pH utilizando un pHmetro-
conductivímetro (HANNA Mod.HI98129). Todas las submuestras de solución 
nutritiva y drenaje se almacenaron a 0 ºC aproximadamente, posterior a su 
recolección.  
Se tomó una muestra de cada solución nutritiva aplicada en fertirriego 
desde goteros diferentes seleccionados al azar donde se determinó CE y pH. 
Cada 30 días aproximadamente, se determinó las concentraciones de nutrientes 
(mg L-1) desde una muestra compuesta por varias submuestras. El volumen de 
drenaje diario se midió antes de iniciar el primer riego de cada día.  
 
 
41 
 
A B 
 
 
 
 
 
 
Figura 10. Instrumentos de medición A: pHmetro-conductivímetro (HANNA 
Mod.HI98129) utilizado para las mediciones de pH y CE de solución 
nutritiva, drenajes y solución del sustrato y B: pluviómetros ECHO Rain 
(Mod. ECRN-100) para cuantificar los volúmenes de drenaje Fuente: 
Elaboración propia. 
 
Figura 11. Muestras compuestas de drenajes, recién evaluados los parámetros 
de potencial de Hidrógeno y conductividad eléctrica a la espera de su 
almacenaje en refrigeración. Fuente: Elaboración propia. 
El porcentaje que drena, respecto de lo que se aplica se conoce como 
fracción de drenaje, la que corresponde a la fracción de lavado cuando tiene el 
propósito de evitar la salinización del sustrato. Se calcula de la siguiente forma: 
Drenaje 
%Dr = 𝑥 100 
volumen aplicado 
Donde, drenaje corresponde al volumen drenado (L) medido con 
pluviómetro y volumen aplicado (L) medido por caudalímetro. 
 
42 
La eficiencia de uso de agua (EUA), se define como el cociente de la 
cantidad de kg en producción alcanzada entre el volumen de agua consumido 
por planta (ETc). Es decir: 
rendimiento (kg)
EUA =  
volumen (m3)
Donde, rendimiento corresponde al rendimiento comercial acumulado (kg) 
y volumen corresponde a la ETc acumulada (m3). 
 Para cuantificar el rendimiento, se tomaron 10 plantas por repetición para 
registrar las cosechas acumuladas. Se realizaron dos cosechas semanales a 
partir del cambio de coloración en la zona pistilar del fruto (Figura 12). La 
cosecha se realizó en recipientes plásticos de 5 L de capacidad, debidamente 
rotulados. Esta actividad se realizaba en horas de la mañana, entre las 7:00 y 
las 9:00. Una vez cosechado la totalidad de tratamientos se procedió a cuantificar 
el rendimiento, en donde se clasificó la cosecha en las categorías según la norma 
de calidad de Wal-Mart: primera (frutos con un peso mayor a 200 g), segunda 
(frutos con un peso entre 200 g y 120 g), tercera (frutos con un peso menor a 
120 g) (Figura 13) y rechazo (frutos con presencia de alteraciones ocasionadas 
por efecto de los tratamientos) (Figura 14). 
A B C 
Figura 12. A: Cosecha de frutos de tomate, B: Recipientes plásticos utilizados 
durante las cosechas y C: Identificación de los recipientes de acuerdo 
con el tratamiento. Fuente: Elaboración propia. 
 
43 
 
Figura 13. Clasificación del calibre de tomate según norma de calidad de Wal-
mart. 
 
 
 
 
 A B 
Figura 14. Daño causado en frutos por influencia del tratamiento, A: frutos 
afectados por efectos de exceso de humedad “cracking” y B: frutos 
afectados por deficiencia de calcio “blossom-end rot”. 
Para estimar la eficiencia de uso de nutrientes (EUN), se calcula como el 
cociente de los kg de nutriente absorbido por parte de la planta entre los kg de 
nutriente aplicado. Es decir: 
Nutriente absorbido (mg o kg)
EUN =  
Nutriente aplicado (mg o kg)
 Donde, nutriente absorbido se obtiene del producto de la materia seca 
final (MS) con la concentración de nutrientes foliar final y el nutriente aplicado se 
obtiene del producto de la concentración de la solución nutritiva con el volumen 
total aplicado. 
 Se tomaron los datos de materia seca para obtener por medio de análisis 
químico la cantidad de elemento presente en la planta. Una vez obtenido estos 
valores se utilizó la fórmula de volumen (V) x concentración (Cn) para obtener 
cantidad de nutriente absorbido 
 
44 
 La extracción de nutrientes se elaboró a partir de cada una de las 
muestras de MS y su respectivo contenido de nutriente para N, P, K, Ca, Mg, S, 
Fe, Zn, y Mn. La concentración de nutrientes se obtuvo a partir de una muestra 
compuesta de las tres repeticiones de los muestreos de MS, donde el contenido 
de nutriente se estimó mediante la MS de cada tratamiento previamente 
cuantificada. 
Análisis estadístico 
Los datos obtenidos que cumplieron los supuestos de normalidad y 
homocedasticidad fueron sometidos a un análisis de varianza (ANDEVA) para 
determinar si hubo efecto de la interacción entre los factores de nutrición y 
agotamiento (riego), o efectos independientes de ambos factores. Para esto se 
usó el software estadístico InfoStat versión 2018 de la Universidad Nacional de 
Córdoba, Argentina. Cuando se presentó interacción (p<0,05), se realizó un 
análisis en dirección y magnitud de los efectos simples de ambos factores, 
mientras que cuando no hubo efecto de la interacción (p>0,05), se analizó el 
efecto principal del factor o de ambos factores, que fueron estadísticamente 
significativos (p<0,05).  
Para el ANDEVA se utilizó el siguiente modelo estadístico: 
Yijk = μ + τi + βj + (τβ) + γijk + (𝜏𝛾)
ij 𝑖𝑘 + εijk 
Donde, Yijk = representa la observación en el k-ésimo nivel del factor 
aplicado a la subparcela, de la i-ésima parcela principal en el j-ésimo bloque, µ 
= media general, Ԏi = el efecto del i-ésimo nivel del factor aplicado a la parcela 
principal, βj = el j-ésimo bloque, (Ԏβ) ij = el error experimental de las parcelas 
principales que se simboliza como la interacción entre el factor principal y los 
bloques, γijk = el efecto del k-ésimo nivel del factor asociado a la subparcela 
dentro de la i-ésima parcela principal del j-ésimo bloque, (τγ)ik = la interacción del 
factor principal con el factor aplicado a las subparcelas y Εijk = el error 
experimental a nivel de subparcelas. 
 
45 
Resultados y discusión 
 De todas las variables evaluadas, únicamente hubo interacción para el 
porcentaje de drenaje (p<0,05) (Cuadro 3). 
 Para las variables de respuesta ETc, CE drenaje, CE sustrato, EUA 
segunda, EUA tercera, EUA total, EUN N, EUN K, EUN Ca, EUN Mg, EUN S, 
EUN Fe y EUN Mn, se observaron tendencias diferentes (p<0,05) de forma 
independiente según el nivel de nutrición. La variable EUN Zn presentó efecto 
independiente, en el factor nutrición y en la interacción (p<0,05) pero con mayor 
magnitud en el efecto de nutrición (Cuadro 3).  
Cuadro 3. Resumen de los efectos principales e interacción de los factores de 
nutrición y riego, según el análisis de varianza. 
 Variable de respuesta 
EC EC EUA 
ETc pH Drenaje 
Efecto Factor drenaje sustrato primera 
(L planta-1) drenaje (%) 
(mS cm-1) (mS cm-1) (kg m-3) 
Nutrición * *  *   
Principales 
Riego     *  
Interacción N x R     **  
  Variable de respuesta 
EUA EUA EUA 
EUN N EUN P EUN K 
Efecto Factor segunda tercera total (kg 
(kg kg-1) (kg kg-1) (kg kg-1) 
(kg m-3) (kg m-3) m-3) 
Nutrición * * * *  * 
Principales 
Riego       
Interacción N x R       
  Variable de respuesta 
EUN Ca EUN Mg EUN S EUN Fe EUN Zn EUN Mn 
Efecto Factor 
(kg kg-1) (kg kg-1) (kg kg-1) (kg kg-1) (kg kg-1) (kg kg-1) 
Principales Nutrición * * * * * * 
 Riego       
Interacción N x R     **  
* indica efecto estadísticamente significativo (p<0,05), ** indica el factor de 
interacción estadísticamente significativo (p<0,05). 
 Capitulo I. Parámetros de riego. 
Evapotranspiración del cultivo (ETc) 
 Durante la semana 3 y hasta la semana 9 se presentaron inconvenientes 
en el sistema para establecer y homogenizar las variables utilizadas para calcular 
 
46 
ETc. A partir de la semana 10, se logró estandarizar esta variable y a pesar de 
tener dos niveles de agotamiento que generan dos volúmenes de riego diferente, 
la tendencia o comportamiento de la ETc parece ser constante y con pequeñas 
diferencias entre los tratamientos (Figura 15). 
B15% M15% A15% B30% M30% A30%
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
-10,0
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Semana
 
Figura 15. Evapotranspiración del cultivo (ETc) en L planta-1 durante el 
experimento. Las barras indican el error estándar. 
 La ETc planta-1, no fue afectada por el factor riego ni por la interacción 
nutrición-riego (P>0,05), únicamente hubo efecto estadísticamente significativo 
(P<0,05) debido al factor nutrición (Cuadro 3). 
Al analizar la ETc indistintamente del nivel de agotamiento de la humedad, 
se observó que el mayor consumo de agua se presentó en el cultivo con un nivel 
medio de nutrición. El cambio de nivel de nutrición implicó incrementos de 57% 
al pasar de un cultivo con nutrición alta a otro con nutrición baja, de 71% al variar 
de nutrición media a nutrición baja y un 11% a cambiar de nutrición media a 
nutrición alta (Figura 16).  
 
47 
ETc
(L planta-1)
14
c
12
b
10
8 a
6
4
2
0
B A M
Nutrición
  
Figura 16. Evapotranspiración del cultivo (L planta-1 semana-1) en las diferentes 
nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo 
con la prueba Tukey (p<0,05). 
 Al comparar los datos de Soto (2018), el tratamiento en el que se aplicó 
riego cada hora mediante un balance de agua diario obtuvo valores de 13,3 a 
16,1 L planta-1 semana-1. Estos datos se obtuvieron en una época similar 
(período lluvioso) a la de esta investigación, en la misma ubicación, pero en 
tomate cherry. 
 Para esta investigación se alcanzaron datos de ETc de 6,97 L planta-1 
semana-1 en los tratamientos con una nutrición baja, mientras que en el caso de 
los tratamientos con nutrición alta se alcanzó 11,91 L planta-1 semana-1. 
 Esta comparación sugiere que los valores de ETc semanales están dentro 
del rango reportado por Soto (2018), lo cual muestra, además, que se logró una 
disminución desde un 10% hasta un 47% en el consumo de agua por parte de la 
planta. 
Conductividad eléctrica (CE) 
Esta variable fue medible a nivel de sustrato y drenaje. En todos los 
tratamientos, la conductividad eléctrica (CE), inició con valores diferentes entre 
los tratamientos debido al factor nutricional de las soluciones nutritivas (Anexo, 
 
48 
ETc
(L planta-1 semana-1)
cuadro 24). Sin embargo, la CE del drenaje y del sustrato se comportaron en 
función de su incremento nutricional, es decir, conforme la solución nutritiva 
aumenta los valores de CE en los medios donde se evaluó incrementa (Cuadro 
4). 
Para los tratamientos donde se maneja una nutrición alta, se observó una 
mayor CE tanto en el sustrato como en los drenajes debido a la acumulación de 
sales que se formaron. A pesar de poseer diferentes agotamientos, en donde se 
generaron volúmenes de agua diferente no existe diferencias en cuanto al riego 
que se aplicó como a la interacción de los tratamientos, este comportamiento se 
debió solo a efecto de la nutrición. 
Por lo tanto, al tener una mayor cantidad de fuentes de fertilizantes en una 
solución nutritiva, esto implicó un incremento de CE en los depósitos finales, en 
este caso sustrato y drenajes. Se observaron diferencias estadísticas (p<0,05) 
entre factores; a nivel de sustrato se manejó una CE de 8,42 mS cm-1 y en el 
drenaje de 2,84 mS cm-1, ambos en condiciones de nutrición con aporte alto de 
elementos (Cuadro 4). 
Cuadro 4. Conductividad eléctrica (mS cm-1) en el drenaje y sustrato en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M 
= nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa 
de acuerdo con la prueba Tukey (P<0,05). 
Nutrición Baja Media Alta 
Drenaje 0,24 a 1,18 b 2,84 c 
Sustrato 1,71 a 5,85 b 8,42 c 
Al comparar los valores promedio de CE de la solución nutritiva en el 
gotero (Anexo, Cuadro 23) respecto a los valores de CE obtenidos en drenaje 
(Cuadro 4), se observaron diferencias de alrededor de 0,5 mS cm-1, lo cual según 
Magán et al. (2008), a nivel práctico de manejo del cultivo, se considera 
aceptable. No obstante, existieron diferencias muy inferiores a 0,5 mS cm-1 
(nutrición alta) lo cual no es adecuado debido a que se está perdiendo en su 
mayoría la cantidad de nutrientes que se aportaron, es decir, gran parte de los 
 
49 
nutrientes aplicados están siendo evacuados por el drenaje debido a que la 
planta no logra absorber la mayoría de los elementos. 
En un sustrato, una CE más alta que la CE aplicada por el sistema de 
riego (solución nutritiva), deberá ajustarse para evitar problemas de pérdida de 
sistema radicular por CE alta (Abad et al. 1993). Rosa et al. (2001) mencionan 
que la CE no es un factor de riesgo si se emplea un programa de lavado y riego 
adecuado para la eliminación del exceso de las sales solubles.  
Los resultados de CE en el sustrato (Cuadro 4) se deben probablemente 
a que la planta absorbe proporcionalmente mayor cantidad de agua que de 
nutrimentos; tomando en cuenta la cantidad de agua que se pierde por 
evaporación, la solución drenada tendrá una concentración de soluto (nutrientes) 
mayor que de agua (solvente), aumentando de esta manera la conductividad 
eléctrica. 
En el caso de los tratamientos con nutrición alta, se da un efecto 
acumulativo de sales en sustrato que no fueron negativas para el cultivo ya que 
se obtuvieron rendimientos aceptables. Según Lara (1999) y Chang et al. (2012), 
la CE en el sustrato mayor a 6 mS m-1 se generan pérdidas de hasta un 25% en 
rendimiento, mientras que una CE menor que 2 mS m-1, no se dan pérdidas.  
Al comparar con los datos anteriores, el rendimiento no fue afectado por 
la CE ya que, en la nutrición alta se alcanzaron buenos rendimientos (Figura 20), 
esto se podría ver influido por el riego, ya que el sistema a pesar de generarse 
acumulamiento de sales existió de cierta manera una circulación de agua. 
Por lo tanto, los resultados obtenidos se deben probablemente a que la 
planta absorbe en mayor proporción agua que nutrimentos. La solución drenada 
tendrá una concentración de nutrientes mayor que de la solución nutritiva, 
aumentando de esta manera la conductividad eléctrica. 
Potencial de hidrógeno (pH) 
Esta variable fue cuantificada a nivel drenaje. En todos los tratamientos, 
el pH se inició con valores diferentes entre los tratamientos debido al factor 
nutricional de las soluciones nutritivas (Anexos, Cuadro 23). Sin embargo, el pH 
no es una variable que presente diferencias en los tratamientos, ni por un efecto 
 
50 
nutricional, es decir, puede cambiar de un momento a otro, pero no presenta 
variaciones que consideren ser diferentes (p>0,05). 
La tendencia es que el pH en el drenaje es mayor, ya que al sacar por 
lavado nutrientes residuales, estos generan un efecto de basicidad en el agua 
(Arévalo 2015). 
A pesar de esto, es una variable que, sí presenta importancia en la 
solución nutritiva, debido al rango de absorción de elementos. Debe mantenerse 
en un rango óptimo que garantice la disponibilidad de los elementos presentes 
en dicha solución. El pH en una solución nutritiva determina la solubilidad de 
algunos nutrimentos, principalmente de P y Ca2+, para evitar su precipitación, el 
pH debe ser mantenido entre 5,5 y 6,0 (Lara 1999; Aguayo et al., 2004).  
No se presentaron diferencias significativas (p>0,05) entre tratamientos, 
en los valores promedio de pH en drenaje durante el ciclo de cultivo. En el 
drenaje los valores promedio globales fueron similares (entre 6-7) en todos los 
tratamientos (Anexos, Figura). Según de la Rosa et al. (2018), reportaron valores 
de pH en el drenaje entre 6,3 y 6,8; lo cual coincide con los valores reportados 
en esta investigación. 
Porcentaje de drenaje (%Dr) 
 Para todos los tratamientos, el porcentaje de drenaje tuvo un 
comportamiento atípico. Durante el inicio de la investigación se presentaron 
algunos inconvenientes en la programación del porcentaje de drenaje, no 
obstante, en la semana 9 se logró la configuración del sistema para que se 
cumpliera el 15% de drenaje que se estableció inicialmente. 
 Se presentaron diferencias significativas (p<0,05) en la interacción 
nutrición-riego y en el factor riego, en los valores promedio del porcentaje de 
drenaje durante el ciclo de cultivo. En el factor de riego se observaron valores 
que van de 5,6% hasta 7,9% en los agotamientos al 30% y 15%, 
respectivamente. Mientras que en la interacción nutrición-riego los valores 
promedios van de 4,89% en el tratamiento A30% hasta 10,15% en el tratamiento 
M15% (Figura 19). 
 
51 
140
120
100
80
60
40
20
0
B M A B M A
15% 30%
Nutrición/Riego
 
Figura 17. Volumen total drenado (L) para cada tratamiento durante el período 
de investigación. Donde B15% = nutrición baja con 15% de 
agotamiento, A15% = nutrición alta con 15% de agotamiento, M15% = 
nutrición media con 15% de agotamiento, B30% = nutrición baja con 
30% de agotamiento, A30% = nutrición alta con 30% de agotamiento 
y M = nutrición media con 30% de agotamiento. Las barras indican el 
error estándar. 
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
B M A B M A
15% 30%
Nutrición/Riego
 
Figura 18. Volumen total de riego aplicado (L) para cada tratamiento durante el 
período de investigación. Donde B15% = nutrición baja con 15% de 
agotamiento, A15% = nutrición alta con 15% de agotamiento, M15% = 
 
52 
Volument total Volument total 
(L) (L)
nutrición media con 15% de agotamiento, B30% = nutrición baja con 
30% de agotamiento, A30% = nutrición alta con 30% de agotamiento 
y M = nutrición media con 30% de agotamiento. Las barras indican el 
error estándar. 
12
b
10
b
8 ab ab
a
a
6 a a
4
2
0
30% 15% 30% 30% 15% 30% 15% 15%
A M B B A M
Riego/Nutrición
 
Figura 19. Porcentaje de drenaje (% Dr) en los diferentes tratamientos. Donde 
B15% = nutrición baja con 15% de agotamiento, A15% = nutrición alta 
con 15% de agotamiento, M15% = nutrición media con 15% de 
agotamiento, B30% = nutrición baja con 30% de agotamiento, A30% = 
nutrición alta con 30% de agotamiento y M = nutrición media con 30% 
de agotamiento.  Letras diferentes indican una diferencia significativa 
de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05). 
 En general, los valores de drenaje obtenidos en los diferentes 
tratamientos se consideran normales para el manejo de riego en cultivos sin 
suelo en condiciones con aguas de regular calidad (Magán et al. 2008), lo cual 
sugiere que el manejo del riego para los tratamientos estuvo dentro de los rangos 
normales de manejo convencional utilizado en cultivos comerciales. 
Capitulo II. Eficiencia de uso de agua (EUA) 
 Para esta variable se observan diferencias significativas (p<0,05) en el 
factor nutrición solamente tanto para EUA comercial total, como para EUA de 
 
53 
Porcentaje de drenaje
(%Dr)
segunda y tercera calidad. La EUA de primera calidad no presentó diferencias 
significativas (p>0,05). 
 En las tres variables, el factor de nutrición baja presenta la mayor 
eficiencia de uso de agua, en donde se observan valores de 10,06 kg m-3 para 
los rendimientos de segunda (Figura 22 a) y 9,04 kg m-3 para los rendimientos 
de tercera calidad (Figura 22 b). La EUA comercial total es de 31,31 kg m-3 para 
el factor de nutrición baja mientras que 26,50 kg m-3 son de la nutrición media 
(Figura 23).  
PRIMERA SEGUNDA COMERCIAL
7
B
B
6
5
A
4
B
B
3
B
2 A B
A
1
0
B A M
Nutrición
 
Figura 20. Rendimiento acumulado (kg planta-1) obtenidos de cada tratamiento. 
Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición media.   
Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo con la 
prueba Tukey (p<0,05). 
 
54 
Rendimiento acumulado
(kg planta-1)
250
B
B
200
150 A
100
50
0
B A M
Nutrición
 
Figura 21. Volumen de riego acumulado (L planta-1) obtenido de cada 
tratamiento. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media.  Letras diferentes indican una diferencia significativa de 
acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05). 
12,00 10
b
b 9
10,00 ab 8
8,00 a 7
a
6 a
6,00 5
4
4,00 3
2,00 2
1
0,00 0
M A B M A B
Nutrición Nutrición
a b 
 
Figura 22. Eficiencia de uso de agua (EUA) según calibres de frutos, en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M 
= nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa 
de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05). 
 
55 
Eficiencia de uso de agua
(kg m-3)
Volumen acumulado
(L planta-1)
Eficiencia de uso de agua
(kg m-3)
32
b
31
30
29
ab
28
27 a
26
25
24
M A B
Nutrición
 
Figura 23. Eficiencia de uso de agua (EUA) según el rendimiento comercial total, 
en las diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición 
alta y M = nutrición media.  Letras diferentes indican una diferencia 
significativa de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05). 
 De acuerdo con Flores et al. (2007), México alcanzó una EUA de 35 kg m-
3 a una densidad de 4,3 plantas m-2 en condiciones de invernadero, mientras en 
Holanda según Salazar et al. (2014), se alcanzan hasta 45 kg m-3 en invernadero, 
pero con condiciones de calefacción e inyección de CO2. A pesar de no alcanzar 
la misma EUA que en México, se mantiene una eficiencia aceptable; se debe 
considerar que en México se usó una densidad de siembra de 4,3 plantas m-2 
mientras que en esta investigación se utilizó una densidad de 2 plantas m-2.  
 A pesar de que los factores nutricionales altos y medios mostraron un 
mayor rendimiento (Figura 20), presentaron también una mayor ETc (Figura 16), 
lo cual generó una eficiencia baja. Caso contrario sucedió con el factor nutricional 
bajo, el cual presentó un rendimiento inferior a los demás (4,1 kg planta-1 en 
promedio) y una ETc acumulada de 132,51 L planta-1). En cuanto a rendimiento, 
los tratamientos de nutrición alta y media presentaron el mayor rendimiento por 
planta, con 6 y 5,77 kg planta-1 respectivamente. 
 Una planta con mejor nutrición contribuye en la mejora de ciertos 
aspectos, entre ellos el calibre. Los tratamientos con nutrición alta y media 
lograron concentrar una mayor cantidad de frutos de primera (Figura 20). Por lo 
 
56 
Eficiencia de uso de agua
(kg m-3)
que, la planta requerirá una producción más alta de follaje para destinar una 
mayor cantidad de recursos en la formación de frutos. Esto implica un aumento 
en absorción de agua principalmente y nutrientes, por lo que se genera un 
detrimento en la EUA. 
Capitulo III. Eficiencia de uso de nutrientes (EUN) 
 En el caso de los elementos mayores analizados, solo el fósforo no 
presenta diferencias significativas (p>0,05). Por otra parte, N, K, Ca, Mg y S sí 
presentan diferencias significativas en la variable nutrición, donde en todos los 
casos predomina el factor B con EUN de 0,23; 0,20; 0,17; 0,16 y 0,14 kg kg-1 
respectivamente (Figuras 24, 25, 26, 27 y 28) 
 Para los elementos menores, el Fe en el caso de la nutrición media y baja 
se comportaron igual con EUN de 0,50 y 0.65 mg mg-1 respectivamente (Figura 
29). En el caso del elemento Zinc, este mostró diferencias significativas en la 
interacción (p<0,05) alcanzando una EUN de 0,25 mg mg-1 en el tratamiento 
M15% (Figura 30). El elemento Mn también presenta diferencias significativas 
(p<0,05) con una mayor eficiencia en el factor nutrición con 0,17 mg mg-1 en la 
nutrición baja (Figura 31). 
0,25 b
0,2
0,15
0,1 a a
0,05
0
A M B
Nutrición
 
Figura 24. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Nitrógeno, en las diferentes 
nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
 
57 
Eficiencia de uso de nutriente 
(kg kg-1)
media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo 
con la prueba Tukey (p<0,05). 
0,25
b
0,2
0,15
0,1 a a
0,05
0
A M B
Nutrición
 
Figura 25. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Potasio, en las diferentes 
nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo 
con la prueba Tukey (p<0,05). 
0,18 b
0,16
0,14
0,12
0,1
a a
0,08
0,06
0,04
0,02
0
A M B
Nutrición
 
Figura 26. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Calcio, en las diferentes 
nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo 
con la prueba Tukey (p<0,05). 
 
58 
Eficiencia de uso de nutriente Eficiencia de uso de nutriente
(kg kg-1) (kg kg-1)
0,18
b
0,16
0,14
0,12
0,1
0,08
a
0,06 a
0,04
0,02
0
A M B
Nutrición
 
Figura 27. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Magnesio, en las diferentes 
nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo 
con la prueba Tukey (p<0,05). 
0,16
b
0,14
0,12
0,1
0,08
a
0,06 a
0,04
0,02
0
M A B
Nutrición
 
Figura 28. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para Azufre, en las diferentes 
nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M = nutrición 
media. Letras diferentes indican una diferencia significativa de acuerdo 
con la prueba Tukey (p<0,05). 
 
59 
Eficiencia de uso de nutriente Eficiencia de uso de nutriente
(kg kg-1) (kg kg-1)
0,70 b
0,60
b
0,50
0,40
0,30
0,20 a
0,10
0,00
A M B
Nutrición
 
Figura 29. Eficiencias de uso de nutriente (EUN) para el elemento Hierro, en las 
diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta y M 
= nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia significativa 
de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05). 
0,3
c
0,25
bc
0,2
bc
0,15
ab
ab
0,1
a
0,05
0
A30% A15% M30% B30% B15% M15%
Tratamiento
 
Figura 30. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para el elemento Zinc, en las 
diferentes nutriciones y riegos. Donde B = nutrición baja, A = nutrición 
alta, M = nutrición media, 15% = agotamiento de 15% y 30% = 
agotamiento de 30%. Letras diferentes indican una diferencia 
significativa de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05). 
 
60 
Eficiencia de uso de nutriente Eficiencia de uso de nutriente
(mg mg-1) (mg mg-1)
0,18 b
0,16
0,14
ab
0,12
0,10
0,08 a
0,06
0,04
0,02
0,00
M A B
Nutrición
 
Figura 31. Eficiencia de uso de nutriente (EUN) para el elemento Manganeso, en 
las diferentes nutriciones. Donde B = nutrición baja, A = nutrición alta 
y M = nutrición media. Letras diferentes indican una diferencia 
significativa de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05). 
 De acuerdo con Dobermann (2007) e Isherwood (1990), se presentan 
eficiencias de uso de nutrientes por debajo de los niveles sugeridos. Esto quiere 
decir, que la planta no logra recuperar en mayor proporción el o los elementos 
aplicados. En este caso, el factor de nutrición baja se esperaría que tenga una 
mejor eficiencia, debido a que por su condición nutricional más limitada tuvo que 
aprovechar de mejor forma los recursos que se le brinden. 
 En una EUN (recuperación) se esperaría alcanzar valores cercanos a 100, 
lo cual indicaría que el cultivo fue capaz de utilizar la totalidad del fertilizante 
aplicado. No obstante, en cereales, Dobermann (2007) menciona que un 
parámetro óptimo sería obtener eficiencias entre 0,3 y 0,5 kg kg-1. En el caso del 
elemento Fe, se observó que, sí cumple con el parámetro anterior, por otra parte, 
elementos como N, K y Zn sus valores están cercanos a de 0,3 kg kg-1.  
 En el caso de las nutriciones media y alta, la no recuperación eficiente de 
nutrientes puede verse ligada en la pérdida de elementos presentes vía CE. Al 
tener una CE más alta implica una mayor concentración de nutrientes que en 
este caso gran parte ha sido pérdida por retención en el sustrato y drenaje 
(Cuadro 4). 
 
61 
Eficiencia de uso de nutriente
(mg mg-1)
 La cinética de absorción de nutrientes en una planta está influenciada por 
la capacidad de un suelo en mantener la solubilidad de los elementos en cierto 
rango de concentraciones. Los suelos tienen una capacidad buffer que está 
determinada por características químicas, físicas y biológicas que presente, por 
lo que esto contribuye a mantener en un estado de almacenamiento o 
disponibilidad de elementos según la capacidad de absorción de la planta 
(Cometti et al. 2006). 
 La capacidad de aportar nutrientes de un sustrato depende de la cantidad 
de elementos nutritivos que éste posea y de la capacidad de intercambio 
catiónico. En sustratos orgánicos la cantidad de nutrientes asimilables es 
pequeña, por lo que su capacidad buffer es menor comparada a un suelo, 
además es muy sensible a cambios bruscos del pH y CE (Bracho et al. 2009). 
 Lo anterior, muestra que la capacidad de amortiguamiento de un sustrato 
ante concentraciones de elementos alta es muy baja. Esto generó que la 
capacidad de absorción de la planta se limitará, generando EUN bajas a pesar 
de que en dichos tratamientos se alcanzaran rendimientos aceptables. 
Conclusiones 
  La evapotranspiración del cultivo (ETc) alcanzó valores promedios entre 
6,97 y 11,91 L planta-1 semana-1, en los tratamientos de nutrición baja y media 
respectivamente. 
 La conductividad eléctrica (CE) presentó valores a nivel de sustrato que 
van desde 1,71 hasta 8,42 mS cm-1 y valores en el drenaje que van desde 0,24 
hasta 2,84 mS cm-1. 
 El potencial de hidrógeno (pH) no presenta diferencia entre tratamientos 
(interacción) ni por efectos separados. 
 El porcentaje de drenaje (%Dr) presentó valores promedios que van 
desde 4,89% hasta un 10,15%. 
 La eficiencia de uso de agua (EUA), alcanzaron en rendimientos 
comerciales valores promedio que van desde 26,5 kg m-3 hasta 31,31 kg m-3. 
 
62 
 La eficiencia de uso de nutrientes (EUN) fue baja para casi todos los 
elementos, excepto Fe que alcanzó valores promedio que van de 50 kg kg-1 a 
65 kg kg-1. 
Recomendaciones 
  
   
 
63 
Literatura consultada 
Abad, M; Martínez, P; Martínez, M; Martínez, J. 1993. Evaluación agronómica de 
los sustratos de cultivo. Actas de horticultura. 11: 141-154 
Adams, P; Ho, L. 1993. Effect of environment on the uptake and distribution of 
calcium in tomato and on the incidence of blossom-end rot. Plant Soil 154: 
127-132 
Agbemafle, R; Owusu-Sekyere, J; Bart-Plange, A. 2015. Effect of deficit irrigation 
and storage on the nutritional composition of tomato (Lycopersicon 
esculentum Mill. cv. Pectomech). Croatian Journal of Food Technology, 
Biotechnology and Nutrition. 10(1-2): 59-65. 
Aguayo, E; Escalona, V; Artés, F. 2004. Quality of fresh-cut tomato as affected 
by type of cut, packaging, temperature and storage time. European Food 
Research and Technology. 5(219): 492-499. 
Alcántar, G; Villareal, M; Aguilar, A. 1999. Tomato growth (Lycopersicon 
esculentum Mill), and nutrient utilization in response to varying fertigation 
programs. Acta Horticulturae. 481: 385-391. 
Allen, R; Smith, M; Pereira, L; Pruitt, W. 1997. Proposed revision to the FAO 
procedure for estimating crop water requirements. In: Chartzoulakes, K.S. 
Acta Horticulturae. 17-33. 
AlShrouf, A. 2017. Hydroponics, aeroponic and aquaponic as compared with 
conventional farming. American Scientific Research Journal for 
Engineering, Technology and Sciences. 27: 247-255. 
Alvarado, P. 2009. Manual del cultivo de tomate: Riego en tomate (en línea). 
(Chile, Nodo Hortícola). Universidad de Chile. 25-29 p. Consultado 22 oct. 
2016. Disponible en http://www.cepoc.uchile.cl/pdf/ManualCultivotomate. 
pdf 
Ansorena, M. 1994. Sustratos, propiedades y caracterización. Editorial Mundi-
Prensa, Madrid. 172 p. 
Arévalo, G. 2015. Determinación de la eficiencia de manejo de nutrientes y agua 
en tres variedades de pimiento de color (Capsicum annuum L.) bajo 
 
64 
hidroponía en condiciones de invernadero en MULACAGUA, 
Departamento de Comayagua, Honduras. Tesis doctoral. Universidad de 
Almería. 204 p. 
Arizaleta, M; Rodríguez, O; Rodríguez, V. 2002. Relación de los índices DRIS, 
índices de balance de nutrientes, contenido foliar de nutrientes y el 
rendimiento del cafeto en Venezuela. Bioagro. 14(3):153-159. 
Azcón, J; Talón, M. 2008. Fundamentos de Fisiología Vegetal. McGraw Hill. 
Interamericana. 651 p. 
Baca, C; Rodríguez,C;  Quevedo, N. 2016. La solución nutritiva en hidroponía. 1 
ra. (Ed.). México. 197 p. 
Bakker, J. 1990. Effects of day an night humidity on yield and fruit quality of 
glasshouse tomatoes (Lycopersicum esculemtum Mill. Journal of 
Hortucultural Science. 65: 323:331. 
Baker, J. 1990. Measuring water potential in soils and plants. Remote Sensing 
Reviews. 5: 263-279. 
Bertsch, F. 2006. El recurso tierra en Costa Rica. Agronomía Costarricense 
30(1):133-156. 
Betancourt, P; Pierre, F. 2013. Extracción de macronutrientes por el cultivo de 
tomate (Solanum lycopersicum Mill. var. Alba) en casas de cultivo en 
Quíbor, estado Lara. Bioagro. 25 (3): 181-188. 
Blaney, H; Criddle, W. 1950. Determining water requeriments in irrigated areas 
from climatological and irrigation data. USDA(SCS). 48pp. 
Bracho, J; Pierre, F; Quiroz, A. 2009. Caracterización de componentes de 
sustratos locales para la producción de plántulas de hortalizas en el 
estado Lara, Venezuela. Bioagro. 21(2): 117-124. 
Campbell, G. 1990. Measuring water potential in soils and plants. Remote 
Sensing Reviews. 5: 249-261. 
 
65 
Campillo, C; Gordillo, J; Santiago, L; Cordoba, A; Martinez, L; Prieto, M; Fortes, 
R. 2017. Development of an efficient water management system in 
commercial processing tomato farms. Acta Horticulturae. 1159: 23-30. 
Cassel, D; Kachanoski, R; Topp, G. 1994. Practical consideration for using a TDR 
cable tester. Soil Technology. 7(2): 113-126. 
Castilla, N. 2004. Invernaderos de plástico tecnología y manejo. Mundi Prensa, 
España. p. 457. 
Cestoni, F; De Jovel, G; Urquilla, A. 2006. Perfil de negocios de tomate cherry o 
cereza hacia el mercado de los Estados Unidos (en línea). Consultado 5 
abr. 2019. Disponible en 
http://www.academia.edu/7215115/PERFIL_DE_NEG 
Cometti, N; Furlani, P; Ruiz, H; Fernandes, E. 2006. Soluções nutritivas: 
formulação e aplicações. Nutrição Mineral de Plantas. 432 p. 
Cuervo, B; Flores, R; Gonzáles, M. 2012. Aspects to consider for optimizing a 
substrate culture system with drainage recycling. Agronomía Colombiana. 
30(3):379-387 
Déniel, F.; Renault, D.; Tirilly, Y.; Barbier, G. and Rey, P. 2006. A dynamic biofilter 
to remove pathogens during tomato soilless culture. Agronomy for 
Sustainable Development. 26(3):185-193. 
Díaz, C. 2007. Caracterización Agro cadena de Tomate. Dirección Regional 
Central Occidental. M.A.G. Grecia, Costa Rica. 46 p. 
Díaz, V. 2014. Perfil comercial tomate (en línea). Ministerio de Agricultura, 
Ganadería y Alimentación, Guatemala. 11 p. Consultado 21 feb. 2015. 
Disponible en http://web.maga.gob.gt/download/Perfil%20tomate.pdf 
Dobermann, A. (2007) Nutrient use efficiency. Measurement and management. 
In: Kraus, A., Isherwood, K. and Heffer, P., Eds., Fertilizers Best 
Management Practices. Proceeding of International fertilizer Industry 
Association. Brussels, Belgium. 1-22. 
Elliott, J; Deryng, D; Müller, C; Frieler, K; Konzmann, M; Gerten, D; Glotter, M; 
Flörkeg, M; Wadah, I; Besta, N; Eisnerg, S; Feketei, BM; Folberthj, C; 
 
66 
Fostera, I; Goslingk, SN; Haddelandl, I; Khabarovm, N; Ludwign, F; 
Masakio, Y; Olinp, S; Rosenzweigc, C; Ruanec, AC; Satohr, Y; Schmids, 
E; Stacket, T; Tangu, Q; Wisser, D. 2014. Constraints and potentials of 
future irrigation water availability on agricultural production under climate 
change. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111(9):3239-
3244.  
Escalona, A; Pire, R. 2008. Crecimiento y extracción de N-P-K por plantas de 
pimentón (Capsicum annuum L.) abonadas con estiércol de pollo en 
Quíbor, estado Lara. Revista de la Facultad de Agronomía LUZ. 25: 243-
260. 
Escobar, H; Lee, R. 2009. Manual de producción de tomate bajo invernadero. 
Fundación Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano. 2 ed. 40 p.   
Fajardo, E; Benitez, D; Rodríguez, N; Rivera, A; Bernal, R. 2016. Sustrato y 
sistema de riego óptimos para la producción de tomate bajo condiciones 
de invernadero (en línea). Investigación Innovación Ingeniería. Bogotá, 
Colombia 3(1):1-16 Consultado 22 de mar. 2017. Disponible 
https://www.google.com/webhp?sourceid=chrome-v=2&ie=UTF-
8#q=riego+para+tomate+en+costa+rica&start=10&instant&ion=1&esp 
Fayad, J; Fontes, P; Cardoso, A; Finger, F; Ferreira, F. 2002. Absorção de 
nutrientes pelo tomateiro cultivado sob condições de campo e de 
ambiente protegido. Horticultura Brasileira, Brasília. 20(1): 90-94. 
Fernández, R; Camacho, F. 2005. Eficiencia en el uso del agua. Revista Viveros. 
Universidad de Almería en España.  86-89. 
Flores, J; Ojeda.Bustamante, W; López, I; Rojano, A; Salazar, I. 2007. 
Requerimientos de riego para tomate en invernadero. Terra 
Latinoamericana. 25(2): 127-134. 
Gil-Vázquez, I; Sánchez del Castillo, F; Miranda-Velázquez, I. 2003. Producción 
de jitomate en hidroponía bajo invernadero. Agribot, Chapingo,México. p. 
90. 
Gleick, P; Christian, J; Cooley, H. 2011. Water use efficiency and productivity: re-
thinking the basin approach. Water International. 36(7): 784–798. 
 
67 
González, A; Hernández, B. 2000. Estimación de necesidades hídricas del 
tomate. Terra Latinoamericana. 18: 45-50. 
González, G; Ramos, J; Ramos, J; Arredondo, J; Chávez, L; Reyes, F. 2008. 
Eficiencia de suelo y tezontle en sistemas de producción de tomate en 
invernadero. Revista Fitotecnia Mexicana. 31(4): 367-374. 
Gonzálvez, V; Pomares, F. 2008. La fertilización y el balance de nutrientes en 
sistemas agroecológicos. Sociedad Española de Agricultura Ecológica. 
p.1-24. 
Hochmuth, G; Hochmuth, R. 1996. Survey of greenhouse vegetable production 
in Florida. Florida Cooperative Extension Service. Suwannee Valley 
Research and Education Center Report. p.12. 
Huertas, C. 2019. Validación de la Canaleta de Demanda Inteligente como 
control de riego utilizando sondas capacitivas, en tomate (Solanum 
lycopersicum) var. Gladiador en sistema hidroponico bajo invernadero 
(Tesis, Licenciatura). Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica. 
Imas, P. 2009. Manejo de nutrientes por fertirriego en sistemas frutihortícolas (en 
línea). Consultado 24 jul. 2019. Disponible en 
http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r16614.DOC 
Isherwood, K.F. 1990. IFA, 5th AFA International Annual Conference. (en línea) 
Cairo, Egypt. Consultado 24 jul. 2019. Disponible en 
http://www.fertilizer.org.  
Janssen, B.H. 1998. Efficient use of nutrients: An art of balancing. Field Crops 
Res. 56: 197-201. 
Jara, J; Valenzuela, A. 2000. Necesidades de agua de los cultivos, Riego y 
Drenaje. Facultad de Ingeniería Agrícola. Universidad de Concepción, 
Chillán, Chile. 24 p. 
Jaramillo, J; Rodríguez, V; Gil, L; García, M; Clímaco, J; Quevedo, D; Sánchez, 
G; Aguilar, P; Pinzón, L; Zapata, M; Restrepo, J; Guzmán, M. 2013. 
Tecnología para el cultivo de tomate bajo condiciones protegidas (en 
línea). Bogotá, Colombia. 282 p. Consultado 10 may. 2016. Disponible en 
 
68 
https:// es.scribd.com/doc/200000905/Tecnologia-para-el-cultivo-del-
Toma te-CLIENTE-pdf  
Jaramillo, J; Rodríguez, V; Guzmán, M; Zapata, M; Rengifo; T. 2007. Buenas 
prácticas agrícolas (BPA) en la producción de tomate bajo condiciones 
protegidas (en línea). Manual técnico. CORPOICA-FAO-MAMA. 
Antioquia, Colombia. 314 p. Consultado 31 oct. 2015. Disponible en 
http://www.fao.org.co/manualtomate.pdf 
Jones, J. 2008. Tomato Plant Nutrition. Taylor y Francis Group. 129-177 p. 
Kirda, C. 2002. Deficit irrigation scheduling based on plant growth stages showing 
water stress tolerance: Deficit irrigation practices. FAO, Rome. 22: 3-10. 
Lagunas, A. 2013. Evaluación del manejo del riego por medio de sensores de 
humedad del suelo en un cultivo de tomate para industria. Universidad 
Pública de Navarra. 74 p. 
Lara, A. 1999. Manejo de la solución nutritiva en la producción de tomate en 
hidroponía. Terra. 17(3): 221-229. 
León, M; Cun, R. 2001. Necesidades hídricas del tomate en ambiente protegido 
en las condiciones de Cuba. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias. 
10(3): 67-71. 
López, A.; Cano, M; Rodríguez, D; Torres, F; Rodríguez, R; Rodríguez, R. 2011. 
Efecto de diferentes concentraciones de potasio y nitrógeno en la 
productividad de tomate en cultivo hidropónico. Tecnociencia. 5(2):98-104 
López, L. 2016. Rendición de cuentas de la agrocadena de tomate (Power point). 
(San José, Costa Rica). Programa Nacional Sectorial de tomate. 
Ministerio de Agricultura y Ganadería. 16 p. 
López, A; Benavides, C. 2014. Respuesta térmica del invernadero de la Estación 
Experimental Fabio Baudrit Moreno, Alajuela, Costa Rica. Agronomía 
Mesoamericana. 25: 121-132. 
López, L; Quirós, Y. 2016. Estadísticas de áreas de siembra y rendimientos por 
región para tomate período 2015-2016. Comisión estadística de tomate. 
San José, Costa Rica. MAG. 9 p. 
 
69 
Magán, J; Gallardo, M; Thompson, R; Lorenzo, P. 2008. Effects of salinity on fruit 
yield and quality of tomato grown in soilless culture in greenhouses in 
mediterranean climatic conditions. Agricutural Water Management. 
95:1041-1055. 
Magán, J. 2003. Efectos de la salinidad sobre el tomate en cultivo en sustrato en 
las condiciones del sureste peninsular: Resultados experimentales. 
Centro de Investigación y Formación Agraria de Almería. 14 p. 
Manjarrez, J. 1980. Riegos. El cultivo del tomate para consumo fresco en el valle 
de Culiacán. CEVAS-CIAPAN-SARH. 225p 
Mogammah, F; Al-Ghorabi, H; El Marazky, M. 2013. Adoption of intelligent 
irrigation scheduling technique and its effect on water use efficiency for 
tomato crops in arid regions. Australian Journal of Crop Science. 7(3): 305-
313. 
Molina, E. 2016. Fertilización de tomate (en línea). Centro de Investigaciones 
Agronómicas, Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica. 51 p. 
Consultado 10 mar. 2017. Disponible en http://www.cia.ucr.ac.cr/pdf/ 
Memorias/FERTILIZACION%20TOMATE%202016.pdf 
Monardes, H. 2009. Manual de cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill): 
Características botánicas. Origen (en línea). Chile. Universidad de Chile 
13 p. Consultado 8 oct. 2016. Disponible en 
http://www.cepoc.uchile.cl/pdf/Manua_Cultivo_tomate.pdf 
Monteith, J; Unsworth, M. 1990. Principles of Environmental Physics. Edward 
Arnold, London. 291 p. 
Mora, S; Quirós, Y. 2019. Boletín estadístico agropecuario. (en línea). SEPSA. 
Consultado 30 nov.2019. Disponible en 
http://www.mag.go.cr/bibliotecavirtual/BEA-0029.PDF 
Morales D; Rodríguez, P; Dell'Amico, J; Torrecillas, A; Sánchez, M. 2006. Efecto 
de altas temperaturas en algunas variables del crecimiento y el 
intercambio gaseoso en plantas de tomate (Lycopersicon esculentum mill. 
cv. amalia). Cultivos Tropicales. 27: 45-48. 
 
70 
Moreno, P; Castillo, S; Gutiérrez, T; González, M; Pineda, P. 2015. Greenhouse 
lettuce production with and without nutrient solution recycling. Revista 
Chapingo Serie Horticultura. 21(5): 43-55. 
Munns, R; Greenway, H; Delane, R; Gibbs, J. 1982. Ion concentration and 
carbohydrate status of elongating leaf tissue of Hordeumvulgare growing 
at high external NaCl; II Cause of the growth reductions. Journal of 
Experimental Botany. 33: 574-583. 
Ojodeagua, J; Castellanos, J; Muñoz, J; Alcántar, G; Tijerina, L; Vargas, P; 
Enríquez, S. 2008. Eficiencia de suelo y tezontle en sistemas de 
producción de tomate en invernadero. Revista Fitotecnia Mexicana. 31(4): 
367-374. 
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO). 
2013. Afrontar la escasez de agua: Un marco de acción para la agricultura 
y la seguridad alimentaria. Informe sobre temas hídricos. 38: 97. 
Pardossi, A; Carmassi, G; Diara, C; Incrocci, L; Maggini, R; Massa D. 2011. 
Fertigation and Substrate Management in Closed Soilless Culture. 
Euphoros. 1ra. (Ed.). Pisa, Italia. University of Pisa. 63 p 
Pardossi, A; Tognoni, F; Incrocci, L. 2004. Mediterranean Greenhouse 
Technology, the World of Horticulture. Chronica Horticultural. 44(2): 28-
34. 
Peet, M; Willits, D. 1995. Role of excess water in tomato fruit cracking. 
Horticultural Science. 30: 65-68. 
Penman, H. 1948. Natural evaporation from open water, bare soil and grass. 
Royal Society London Proceedings.120-146. 
Pereira, L; Oweis, T; Zairi, A. 2002. Irrigation management under water scarcity. 
Agricultural Water Management. 57: 175-206. 
Prenger, J; Ling, P. 2001. Greenhouse Condensation Control: Understanding 
and Using Vapor Pressure Deficit (VPD). Extension Fast Sheet. 4 p. 
Ramírez, C; Nienhuis, J. 2012. Cultivo protegido de hortalizas en Costa Rica. 
Tecnología en Marcha. 25(2): 10-20. 
 
71 
Ramos, C; Alcántar, G; Galvis, A; Peña, A; Martínez, A. 2002. Eficiencia de uso 
del nitrógeno en tomate de cáscara en fertirriego. Terra Latinoamericana. 
20(4): 465-469. 
Rincón, L. 2003. La fertirrigación del tomate y del pimiento grueso (en línea). 
Murcia, España. Vida Rural. 48-54 p. Consultado 28 oct. 2016. Disponible 
en http://www.mapama.gob.es/ministerio/pags/biblioteca/revistas/pdfvru 
ral/Vrural_2003_164_36_40.pdf 
Rivas, F. 2017. Sistema automático de fertirriego adaptable a las necesidades 
de la agricultura costarricense (Tesis, Licenciatura). Universidad de Costa 
Ricas, San José, Costa Rica. 
Rojas, J; Castillo, M. 2007. Diagnóstico de la Agro Cadena del cultivo de tomate 
de la Región Central Sur (en línea). MAG. San José, Costa Rica. 72 p. 
Consultado 20 mar. 2015. Disponible en http://www.mag.go.cr/bi 
bliotecavirtual/a00063.pdf 
Rosa, M; Bezerra, F; Araújo, F; Noróes, E. 2001. Utilização do pó da casca de 
coco verde na germinação de alface hidropônico. Horticultura Brasileira. 
19(2):294 p. 
Sánchez-Del C, F; Moreno, P; Pineda, P.; Osuna, J. M; Rodríguez, P. J. E; 
Osuna, E. T. 2014. Producción hidropónica de jitomate (Solanum 
licopersicum L.) con y sin recirculación de la solución nutritiva. 
Agrociencia. 2(48): 185-197. 
Salazar-Moreno, R; Rojano-Aguilar, A; López-Cruz, I. 2014. La eficiencia en el 
uso del agua en la agricultura controlada. Tecnología y Ciencias del Agua. 
5(2): 177-183. 
Savvas, D. 2003. Hydroponics: a modern technology supporting the application 
of integrated crop management in greenhouse. Food Agriculture and 
Environment Journal. 1: 80-86. 
Semillaria. 2015. Clasificación taxonómica de tomate (en línea). s.p. Consultado 
10 may. 2016. Disponible en http://semillaria.es/index.php/ cultivos-ok/29-
cultivos/94-taxonomia 
 
72 
Soto, F; Gallardo, M; Giménez, C; Peña-Fleitas, T; Thompson, R. 2014. 
Simulation of tomato growth, water and N dynamics using the EU-
Rotate_N model in Mediterranean greenhouses with drip irrigation and   
fertigation. Agricultural Water Management. 132: 46-59. 
Soto, F. 2017. Manejo de soluciones nutritivas. Entrevista personal 2017. 
Soto, F. 2018. Parámetros para el manejo de agua en tomate y chile dulce 
hidropónico bajo invernadero. Agronomía Costarricense. 42(2): 59-73. 
Thompson, R; Martinez-Gaitan, C; Gallardo, M; Gimenez, C; Fernandez, M. 
2007. Identification of irrigation and N management practices that 
contribute to nitrate leaching loss from an intensive vegetable production 
system by use of a comprehensive survey. Agricultural Water 
Management. 89: 261-274. 
Thornthwaite, C. 1948. An approach toward a rational classification of climate. 
Geographical Review. 55-94. 
Tilman, D; Cassman, K; Matson, P; Naylor, R; Polasky, S. 2002.  Agriculture 
sustainability and intensive production practices. Nature. 418(6898): 671-
677.   
Tjalling, H. 2006. Guía de manejo nutrición vegetal de especialidad: tomate (en 
línea). CropKit. SQM. 80 p. Consultado 10 may. 2016. Disponible en 
http://www.sqm.com/Portals/0/pdf/cropKits/SQM-Crop_Kit_Tomato_L-
ES. Pdf 
Torres, A; López, R. 2010. Medición de Luz Diaria Integrada en Invernaderos. 
Departamento de Horticultura y Arquitectura de Áreas Verdes, Purdue 
University. 7 p. 
Villar, J; Elías, F. 1996. Evapotranspiración.en: Elías, F. y Castellví, F. 
Agrometeorología, Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Mundi 
Prensa. 259-278. 
Wittwer, S; Castilla, N. 1995. Protected cultivation of horticultural crops 
worldwide. HortTechnology. 5(1): 6-22. 
Zamora, E. 2016. El cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum L. Mill) bajo 
 
73 
cubiertas plasticas. Universidad de Sonora, Departamento de Agricultura 
y Ganadería. 12 p. 
Anexos 
 
Figura 32. El pH de los sustratos afecta la cantidad de nutrientes disponibles a 
las plantas. El área sombreada representa los niveles recomendados 
para la mayoría de los cultivos bajo invernadero. 
Cuadro 5. Análisis de la varianza para la variable Evapotranspiración del cultivo. 
Variable N R2 R2 Aj CV  
ETc 18 0.89 0.84 9.58  
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 85.66 5 17.13 19.12 <0.0001 
Nutrición 80.11 2 40.05 44.70 <0.0001 
Riego 3.11 1 3.11 3.47 0.0872 
Nutrición*Riego 2.45 2 1.22 1.37   0.2923 
Error 10.75 12  0.9   
Total 96.42 17 
Cuadro 6. Análisis de la varianza para la variable conductividad eléctrica en 
sustrato. 
Variable N R2 R2 Aj CV  
EC Sustrato 18 0.89 0.84 23.34   
 
74 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 146.37 5 29.27 18.96 <0.0001 
Nutrición 137.58 2 68.79 44.55 <0.0001 
Riego 2.56 1 2.56 1.66 0.2221 
Nutrición*Riego 6.23 2 3.11 2.02 0.1758 
Error 36.63 12 3.05    
Total 171.95 17       
Cuadro 7. Análisis de la varianza para la variable conductividad eléctrica en 
drenaje. 
Variable N R2 R2 Aj CV  
EC 18 0.92 0.89 26.78   
F.V.   gl CM F p-valor 
Modelo 20.79 5 4.16 28.86 <0.0001 
Nutrición 20.74 2 10.37 71.95 <0.0001 
Riego 0.03 1 0.03 0.2 0.6628 
Nutrición*Riego 0.03 2 0.01 0.1 0.9084 
Error 1.73 12 0.14   
Total 22.52 17       
Cuadro 8. Análisis de la varianza para la variable potencial de Hidrógeno en 
drenaje. 
Variable N R2 R2 Aj CV  
pH 18 0.10 0.00 8.85   
F.V.   gl CM F p-valor 
Modelo 0.50 5 0.10 0.27 0.9217 
Nutrición 0.09 2 0.05 0.12 0.8868 
Riego 2.0E-04 1 2.0E-04 5.30E-04 0.9819 
Nutrición*Riego 0.41 2 0.21 0.55 0.5909 
Error 4.49 12 0.37   
Total 4.49 17       
Cuadro 9. Análisis de la varianza para la variable porcentaje de drenaje. 
Variable N R2 R2 Aj CV  
%Dr 18 0.73 0.62 18.98  
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 54.17 5 10.83 6.60 0.0036 
Nutrición 8.30 2 4.15 2.53 0.1213 
Riego 23.78 1 23.78 14.48 0.0025 
Nutrición*Riego 22.09 2 11.04 6.73 0.0110 
Error 19.70 12 1.64    
Total 73.88 17       
 
75 
Cuadro 10. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de agua en 
frutos de primera. 
Variable N R2 R2 Aj CV    
EUA primera 18 0.26 0.00 13.42 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 13.31 5 2.66 0.84 0.5480 
Nutrición 12.14 2 6.07 1.91 0.1905 
Riego 0.88 1 0.88 0.28 0.6075 
Nutrición*Riego 0.29 2 0.14 0.04   0.9562 
Error 38.16 12  3.18   
Total 51.47 17 
Cuadro 11. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de agua en 
frutos de segunda. 
Variable N R2 R2 Aj CV  
EUA segunda 18 0.54 0.35 16.02  
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 28.13 5 5.63 2.83 0.0648 
Nutrición 21.67 2 10.84 5.46 0.0206 
Riego 1.18 1 1.18 0.59 0.4566 
Nutrición*Riego 5.28 2 2.64 1.33   0.3010 
Error 23.84 12  1.99   
Total 51.97 17 
Cuadro 12. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de agua en 
frutos de tercera. 
Variable N R2 R2 Aj CV   
EUA tercera 18 0.81 0.73 17.43   
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 66.78 5 13.36 10.13 0.0006 
Nutrición 56.52 2 28.26 21.44 0.0001 
Riego 4.87 1 4.87 3.69 0.0787 
Nutrición*Riego 5.39 2 2.69 2.04   0.1723 
Error 15.82 12  1.32   
Total 82.6 17 
Cuadro 13. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de agua en 
frutos comerciales totales. 
Variable N R2 R2 Aj CV   
EUA comercial total 18 0.55 0.36 8.84   
 
76 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 93.26 5 18.65 2.9 0.0607 
Nutrición 71.18 2 35.59 5.53 0.0198 
Riego 5.52 1 5.52 0.86 0.3724 
Nutrición*Riego 16.55 2 8.28 1.29   0.3116 
Error 77.17 12  6.43   
Total 170.43 17 
Cuadro 14. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Nitrógeno. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
N 18 0.78 0.69 35.4 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.09 5 0.02 8.52 0.0012 
Nutrición 0.09 2 0.05 20.72 0.0001 
Riego 9.4E-04 1 9.4E-04 0.43 0.5233 
Nutrición*Riego 1.6E-03 2 8.2E-04 0.38   0.6928 
Error 0.03 12  2.2E-03   
Total 0.12 17 
Cuadro 15. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Fósforo. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
P 18 0.51 0.3 26.71 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.01 5 3.0E-03 2.48 0.0919 
Nutrición 0.01 2 0.01 4.15 0.0427 
Riego 3.2E-03 1 3.2E-03 2.65 0.1292 
Nutrición*Riego 1.7E-03 2 8.7E-04 0.72   0.5071 
Error 0.01 12  1.2E-03   
Total 0.03 17 
Cuadro 16. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Potasio. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
K 18 0.71 0.59 35.07 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.06 5 0.01 5.95 0.0054 
Nutrición 0.05 2 0.03 13.72 0.0008 
Riego 3.5E-03 1 3.5E-03 1.78 0.2074 
Nutrición*Riego 1.0E-03 2 5.1E-04 0.26   0.7764 
Error 0.02 12  2.0E-03   
Total 0.08 17 
 
77 
Cuadro 17. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Calcio. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
Ca 18 0.75 0.65 30.22 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.04 5 0.01 7.23 0.0024 
Nutrición 0.03 2 0.02 16.42 0.0004 
Riego 2.0E-04 1 2.0E-04 0.19 0.6719 
Nutrición*Riego 3.3E-03 2 1.7E-03 1.57   0.2478 
Error 1.0E-02 12  1.1E-03   
Total 0.05 17 
Cuadro 18. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Magnesio. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
Mg 18 0.78 0.69 36.66 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.05 5 0.01 8.69 0.0011 
Nutrición 0.05 2 0.02 21.32 0.0001 
Riego 8.0E-04 1 8.0E-04 0.73 0.4082 
Nutrición*Riego 1.0E-04 2 5.0E-05 0.05   0.9553 
Error 0.01 12  1.1E-03   
Total 0.06 17 
Cuadro 19. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Azufre. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
S 18 0.79 0.71 32.53 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.03 5 0.01 9.29 0.0008 
Nutrición 0.03 2 0.02 22.18 0.0001 
Riego 0.0000056 1 5.6E-06 0.01 0.9308 
Nutrición*Riego 1.5E-03 2 7.4E-04 1.05   0.3809 
Error 0.01 12  7.1E-04   
Total 0.04 17 
Cuadro 20. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Hierro. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
Fe 18 0.79 0.7 31.95 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.84 5 0.17 8.98 0.001 
Nutrición 0.83 2 0.41 22.08 0.0001 
 
78 
Riego 0.01 1 0.01 0.36 0.5579 
Nutrición*Riego 0.01 2 3.5E-03 0.19   0.8317 
Error 0.22 12  0.02   
Total 1.07 17 
Cuadro 21. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Zinc. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
Zn 18 0.82 0.74 27.96 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.09 5 0.02 10.78 0.0004 
Nutrición 0.05 2 0.02 15.17 0.0005 
Riego 0.02 1 0.02 15.07 0.0022 
Nutrición*Riego 0.01 2 0.01 4.25   0.0403 
Error 0.02 12  1.6E-03   
Total 0.11 17 
Cuadro 22. Análisis de la varianza para la variable Eficiencia de uso de nutriente 
en el elemento Manganeso. 
 
Variable N R2 R2 Aj CV  
Mn 18 0.67 0.54 27.23 
F.V. SC gl CM F p-valor 
Modelo 0.03 5 0.01 4.93 0.011 
Nutrición 0.03 2 0.01 12.13 0.0013 
Riego 2.7E-04 1 2.7E-04 0.25 0.6244 
Nutrición*Riego 1.4E-04 2 7.2E-05 0.07   0.9355 
Error 0.01 12  1.1E-03   
Total 0.04 17 
 
 
 
79 
Figura 33. Vista panorámica de la ubicación de los tratamientos en el invernadero 
de la EEAFBM.  
 
Figura 34. Sistema electrónico de control de los sensores en campo. 
 
Figura 35. Reservorios de solución nutritiva de los diferentes tratamientos. 
 
80 
 
Figura 36. Componentes del sistema de riego automático. A. Sistema de 
electroválvulas y B. Medidores de caudal. 
 
Figura 37. Vista desde debajo de la canaleta de demanda inteligente. 
 
 
81 
Figura 38. Quinta cosecha de tomate de todos los tratamientos. 
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
B M A B M A
15% 30%
 
Figura 39. Cantidad promedio de riegos día-1 aplicados en los diferentes 
tratamientos. Las barras indican el error estándar. 
A D 
32% 39%
11% 89% 29% 9% 91% 28%
28% 24%
B E 
49% 52%
5% 95% 6% 94%
19% 27% 16% 26%
C F 
46% 45%
5% 95% 6% 94%
20%29% 19% 30%
Rechazo 1era 2da 3era Rechazo 1era 2da 3era
 
Figura 40. Frecuencia del calibre obtenida en los diferentes tratamientos. 
Fragmentos de color blanco indican el rendimiento comercial total. 
 
82 
Promedio riego.día-1
Donde: A = B15%, B = M15%, C = A15%, D = B30%, E = M30% y F = 
A30%. 
7,20 A
7,10 A
7,00 A
A
6,90
6,80 A
A
6,70
6,60
6,50
6,40
B M A B M A
15% 30%
 
Figura 41. Análisis estadístico del comportamiento de la variable pH en los 
diferentes tratamientos. Letras diferentes indican una diferencia 
significativa de acuerdo con la prueba Tukey (p<0,05). 
Cuadro 23. Comportamiento de la EC y pH en la solución nutritiva aplicado en el 
cultivo durante la investigación. 
Solución 
EC pH 
Nutritiva 
Baja 1.0 6.3 
Media 1.8 6.0 
Alta 2.6 5.8 
 
 
83 
pH